/
Author: Зорич C.
Tags: химическая промышленность взрывчатые вещества техника безопасности промышленная безопасность
Year: 1938
Text
ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
ОХРАНЫ ТРУДА
С. ЗОРИЧ
ИНИЦИИРУЮЩИЕ
ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА
ТЕХНОЛОГИЯ И ТЕХНИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
ПРОИЗВОДСТВА
I
Под редакцией инж. В. С. Беньковского
ОНтИ « н к т п СССР 1938
ГЛАВНАЯ РЕДАКЦИЯ ХИМИЧЕСКИЙ ЛИТЕРАТУРЫ • МОСКВА
DL Scientific Heritage of Russia
В книге дастся описание технологии
производства основных инициирующих взрыв-
чатых веществ под углом зрения техниче-
ской безопасности отдельных операций этого
ответственного производства. В конце'книги
приводятся меры безопасности при распо-
ложении, устройстве и оборудовании завод-
ских зданий производства инициирующих
взрывчатых веществ.
Книга может служить учебным пособием
для химтехникумов, производственных кур-
сов для мастеров и техников и в качестве
практического руководства для младшего и
среднего инженерно-технического персонала
соответствующих производств.
К ЧИТАТЕЛЮ
Издательство просит присылать Ваши
замечания и отзывы об этой книге по адресу:
Москва, Новаяупл. 10, посъезд 11, Главкой
редакции химической литературы.
DL Scientific Heritage of Russia
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
От редактора . .................................................... 4
Предисловие -...................................................... 5
Введение (Краткий исторический очерк).................................7,
Глава I. Общие теоретические сведения.
1. Понятие о взрыве и взрывчатых веществах....................... 9
2. Классификация взрывчатых веществ.........................,. 13
3. Начальный импульс............................................ 16
4. Чувствительность взрывчатых веществ.......................... 20
5; Обща* характеристика инициирующих взрывчатых веществ ... 21
6. Основные требования к инициирующим взрывчатым веществам . 25
7. Методы определения чувствительности инициирующих взрывчатых
веществ......................................................... 27
Глава II. Гремучая ртуть.
1. Исходные материалы и их свойства..........................• 30
а) Металлическая ртуть, б) Этиловый спирт, в) Азотная
кислота, г) Красная медь, д) Соляная кислота............ 36
2. Гремучая ртуть и ее свойства................................. 37
3, Технологический процесс получения гремучей ртути............. 45
а) Приготовление азотнокислого раствора и навески спирта.
б) Осаждение, в) Промывка, г) Хранение сырой гремучей
ртути, д) Обезвоживание, е) Сушка, ж) Сортировка, з) Флег-
матизаиия. и) Грануляция, к) Хранение сухой гремучей
ртути.................................................. 70
4. Использование отходов производства......................... 71
Глава III. Азид свинца.
1. Исходные материалы и их свойства............................ 74
а) Аммиак, б) Аммиачная селитра, в) Металлический натрий.
г) Азотнокислый свинец................................. 80
2. Полуфабрикаты..............................•.................. ~
. а) Закись азота, б) Амид натрия, в) Азид натрия........... 87
3. Свойства азида свинца . . ................................... 92
4. Технология производства азида свинца......................... 96
а) Приготовление растворов, б) Осаждение, в) Фильтрация и
промывка, г) Флегматизация. д) Грануляция, е) Сушка.
ж) Сортировка, з) Хранение.....................• • . . 106
5. Метод непрерывного осаждения по Мейсснеру.................. 107
Глава IV. Тринитрорезорцинат свинца.
1. Исходные материалы и их свойства........................... 109
а) Резорцин, б) Серная кислота, в) Азотная кислота, г) Сода
двууглекислая, д) Азотнокислый свинец.................. 114
2. Полуфабрикаты и их свойства.................................. —
Тринитрорезорцин. Стифнат натрия......................... 119
3. Тринитрорезорцинат свинца и его свойства..................... ~
4. Технология производства тринитрорезорцината свинца......... 120
а) Приготовление растворов, б) Осаждение, в) Фильтрация.
г) Промывка, д) Флегматизация. е) Грануляция, ж) Сушка.
з) Сортировка, и) Хранение.......................... 126
Приложение. Меры безопасности....................................... 127
Литература.................................................• * • •• 136
DL Scifenbific Heritage of Russia
ОТ РЕДАКТОРА
Значение инициирующих взрывчатых веществ в технике взрыв-
ного дела лучше всего иллюстрируется распространенным мнением,
подтверждаемым практикой, что действие взрыва в большей сте-
пени зависит от инициатора, чем от свойств самого взрывчатого
вещества. Вполне понятно, что вопросам технологии инициирую-
щих взрывчатых веществ и вопросам технической безопасности
производства их уделяется исключительное внимание, однако эти
вопросы слабо отражены в нашей технической литературе.
Имеющийся литературный материал крайне недостаточен и
часто не отражает действительных способов ведения технологиче-
ского процесса. По вопросам же технической безопасности, являю-
щейся органической частью производства, имеется еще более зна-
чительный. пробел.
, Между тем отсутствие такого рода технических пособий тормо-
зит подготовку новых квалифицированных кадров производства и
повышение квалификации работающих.
В настоящей книге дается достаточно широкий обзор техноло-
гической части производства основных инициирующих взрывчатых
веществ.
Автор в своей книге впервые делает попытку изложить курс
технологии под углом зрения технической безопасности производ-
ства. Хотя, в этом отношении автором дано далеко не все, тем не
менее настоящая книга является достаточно ценным вкладом в спе-
циальную техническую литературу в этой области. Кроме изложе-г
ния технологии и вопросов техники безопасности в первой главе
книги даны краткие, общие теоретические сведения.
Книга может служить в качестве учебного пособия для химтех-
никумов, производственных курсов для мастеров и техников, кур-
сов производственных рабочих (повышенного типа) и может быть
полезной в качестве практического руководства для младшего и
среднего инженерно-технического персонала соответствующих про-
изводств.
В. Беньковский
Май, 1937 г.
Москва.
DL Scientific Heritage of Russia
ПРЕДИСЛОВИЕ
В современной технике добычи угля, руд и других полезных
ископаемых, постройки дорог, тоннелей и различных гидротехни-
ческих сооружений, и при целом ряде других работ нашли широкое
применение взрывчатые вещества и взрывные работы, не говоря
уже о том огромном значении, какое имеют взрывчатые вещества
в военном деле.
Производство взрывчатых веществ в нашем Союзе имеет
исключительное значение ввиду громадного роста добывающей
промышленности, колоссального размаха различных строительных
работ, а также ввиду исключительной важности вопросов оборойы
нашей социалистической родины. Поэтому производство взрывча-
тых. веществ растет и совершенствуется, представляя собой очень
крупную и важную отрасль химической промышленности.
Производство взрывчатых веществ, и особенно таких, как ини-
циирующие, является одним из опаснейших в химической промыш-
ленности. Опасность производства взрывчатых веществ обусловли-
вается физическими, химическими и взрывчатыми свойствами их,
определяющими своеобразный, скрытый характер этой опасности.
В механических цехах опасность соприкосновения с движущи-
мися и вращающимися частями станков .и машин совершенно оче-
видна и понятна, так же как понятна опасность соприкосновения
с раскаленным и расплавленным металлом в металлургических це-
хах, в мастерских же, имеющих дело с взрывчатыми веществами,
опасность наружно совершенно отсутствует, она скрыта в самом
продукте и поэтому незаметна.
Разрушительная сила действия взрывчатых веществ является
второй особенностью аварий в производстве их. Они зачастую вле-
кут за собой смертельные несчастные случаи и нередко ведут к раз-
рушению оборудования и производственных построек.
Эти особенности производства инициирующих взрывчатых ве-
ществ враги народа использовали для своей диверсионной под-
рывной работы, выразившейся как в посылке недостаточно обу-
ченных и проинструктированных рабочих на производство, так
и в прямой организации вредительских и диверсионных актов.
Между тем является бесспорным, что только детальным изу-
чением производства, его особенностей и свойств производимого
продукта, т. е. овладением техникой своего дела до тонкостей,
разрешается вопрос производительного и безопасного труда.
Это ярко подчеркивается резким снижением количества несча-
стных случаев и аварий на заводах после введения регулярного
производственно-технического инструктирования рабочих, а также
инструктирования их по технике безопасности и после широкого
обязательного обучения рабочих техминимуму по технологии и
технике безопасности производства с обязательной сдачей госу-
дарственного технического экзамена.
DL Scientific Heritage of Russia
6
Предисловие
Одним из важнейших факторов подготовки новых квалифици-
рованных кадров производства и повышения квалификации рабо-
тающих является выпуск технических пособий по технологии и
технике безопасности.
Несмотря на это подготовка новых кадров и повышение квали-
фикации работающих зачастую упирается в недостаток техниче-
ских пособий по этим отраслям. Составляя настоящую книгу,
автор ставил себе целью хотя бы в некоторой степени заполнить
этот пробел, дав руководство для обучения рабочих, младшего и
среднего технического персонала приемам и методам безопасного
труда (в объеме повышенного техминимума).
Поскольку техническая безопасность является органической
частью всего производства в целом, автор строил свою книгу,
строго придерживаясь существующих процессов по. каждому, про-
изводству, увязывая технологию производства с техникой безопаст
ности.
DL Scientific Heritage of Russia
ВВЕДЕНИЕ
(Краткий исторический очерк развития производства,
инициирующих взрывчатых веществ)
Работы со взрывчатыми веществами производятся в самых
разнообразных условиях; отсюда вытекают высокие и жесткие тре-
бования, предъявляемые к различным взрывчатым веществам, от-
сюда поиски наиболее мощных, удобных и безопасных взрывчатых
веществ..
Давно прошло то время, когда черный порох, а затем пирокси-
лин и нитроглицерин удовлетворяли потребности промышленности
во взрывчатых веществах. И несмотря на введение многих сравни-
тельно новых взрывчатых веществ, как мелинит, тротил, тетрил и
другие, изыскание новых, еще более совершенных взрывчатых ве-
ществ продолжается и в настоящее время. В производство йосту-
Пают новые раньше не применявшиеся взрывчатые вещества, как
например тэн (тетранитропентаэритрит) и другие ему подоб-
ные вещества. Вошли в практику применения взрывчатые
вещества, составленные из смеси горючих веществ, — угля, сфаг-
нума и др. с жидким кислородом — так называемых оксиликвиты.
Широко применяются экономически дешевые механические смеси
на основе аммиачной селитры с горючими веществами* и <с добав-
ками других взрывчатых веществ —« аммониты и ряд им подобных
взрывчатых смесей.
Такое разнообразие применяемых взрывчатых веществ и усло-
вий их использования стало возможным лишь благодаря примене-
нию в взрывной технике мощного начального импульса, способного
вызывать детонацию зарядов перечисленных выше взрывчатых ве-
ществ. Развитие и усовершенствование взрывной техники и артил-
лерийского дела находятся в прямой зависимости от развития и
усовершенствования средств воспламенения и инициирования, т. е.
производства и снаряжения различных видов капсюлей — воспламе-
нителей, капсюльных втулок, капсюлей-детонаторов, различных
взрывателей и т. д.
Первоначально в качестве инициирующего вещества употреб-
лялся простой дымный порох, шедший одновременно и как основ-
ное рабочее взрывчатое вещество. Позднее, с 1805—1810 гг. начали
применяться для целей инициирования взрывчатого вещества со-
ставы на основе смесей хлоратов с горючими веществами, способ-г
ные взрываться от удара.
В 1815 г. для изготовления ударных и воспламенительных со-
ставов была применена гремучая ртуть. Эти .составы включали
в себя гремучую ртуть, сурьму, хлорат калия (бертолетовую соль),
-стекло и связывающие вещества (шеллак, гуммиарабик и др.).
С 1831 г. воспламенительные составы начинают запрессовы-
ваться в металлический колпачок, и таким образом впервые был
изготовлен капсюль (Эгг). С этого же времени начинает приме-
няться для сообщения зарядам взрывчатого вещества луча огня
DL Scientific Heritage of Russia
8
Введение
медленно горящий (бикфордов) шнур с сердцевиной из дымного
пороха.
Сильный толчок к дальнейшему быстрому развитию техника
инициирования получает после 1850 г. в связи с необходимостью
надежного и безопасного употребления новых .взрывчатых ве-
ществ— пироксилина, открытого Шейнбейном в 1845 г., нитрогли-
церина, открытого Собреро в 1847 г., плавленой пикриновой кис-
лоты (мелинита), открытой Тюрпеном в 1886 г.
Все эти вещества 'получили широкое признание и •применение
как в мирной, так и в военной промышленности с введением в ка-
честве начального импульса взрыва капсюля-детонатора, предло-
женного инж. А. Нобелем в 1867 г.
Для целей единовременного взрыва серии зарядов взрывчатых
веществ, как это часто бывает необходимо в шахтах, при горных
работах, при взрывах на выброс и т. д., применяются детонирую-
щие шнуры и электродетонаторы. Для снаряжения капсюлей-дето-
наторов и электродетонаторов долгое время употребляли почти
одну гремучую ртуть. Однако капсюли с зарядом гремучей ртути
как в чистом виде, так и в составах (например в смеси с хлоратом
калия, применяющиеся в Германии) дают начальный инициирую-
щий импульс часто недостаточно мощный, особенно в случаях не-
обходимости детонации зарядов из маловосприимчивых взрывча-
тых веществ, как аммониты, старые или полузамерзшие динамиты
и т. д. •
Проблема мощного инициирующего взрывчатого -вещества
была почти полностью решена применением в качестве инициатора
открытых МУрциусом в 1891 г. солей тяжелых металлов азотисто-
водородной кислоты, так называемых азидов, в частности азида
свинца — очень мощного инициирующего взрывчатого вещества.
Почти одновременно с азидом свинца начинает применяться также
тринитрорезорцинат свинца, или сокращенно ТНРС, как добавка
к азиду свинца, обеспечивающая безотказность действия азидных
капсюлей-детонаторов, так как сам азид свинца недостаточно чув-
ствителен к воспламенению от луча огня. Кроме этих инициирую-
щих взрывчатых веществ, получивших наряду с гремучей ртутью
полное признание и широкое применение, было предложено много
других, как например циануразид, ацетилениды (серебра и меди),
тетразолы, органические перекиси и др.
Однако на сегодня промышленно производимыми и широко
применяемыми являются только три основных инициирующих
взрывчатых вещества — гремучая ртуть, азид свинца и ТНРС, как
наиболее удовлетворяющие всем требованиям в отношении без-
опасности обращения, мощности, химической и физической стой-
кости, чувствительности и т. д
DL Scientific Heritage of Russia
ГЛАВА I
ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
1. Понятие о взрыве и взрывчатых веществах
Для того чтобы дать возможно более полное и исчерпывающее
понятие в вопросе о существе явления взрыва и природе взрывча-
того вещества, ниже приводится ряд определений, встречающихся
r современной литературе по данному вопросу.
Проф. Г. Каст, один из крупных работников в области взрыв-
чатых веществ в Германии, дает следующее определение явлению
взрыва: «Црд взрывом, пишет он, — в самом широком смысле этого
слова можно понимать всякое физическое или химическое измене-
ние веществ \ сопровождающееся мгновенным выделением работы».
Союз германских инженеров совместно с германскими обще-
ствами страхования от огня дает в своих положениях более узкое
толкование явлению взрыва. По их определению «взрыв' есть явле-
ние мгновенного выделения работы, основанной на расширении га-
зов или паров, независимо от того, существовали ли эти газы или
пары до взрыва или образовались во время него».
Ряд наших отечественных теоретиков дает сравнительно сход-
ные определения явлению взрыва, которые в основном можно
сформулировать так: «взрывом называется химическое превра-
щение вещества, протекающее с очень большой скоростью с выде-
лением большого количества газообразных продуктов, нагретых до
высокой температуры и образующих, вследствие своего стремления
расшириться, высокое давление в месте взрыва». Некоторые опре-
деляют взрыв как явление крайне быстрого перехода системы ве-
щества из одного состояния равновесия в другое, сопровождаю-
щееся мгновенным выделением энергии в том или другом виде
(тепло, механическая работа).
Согласно современным научным воззрениям всякий взрыв,
можно рассматривать как чрезвычайно быстрое превращение мало-
устойчивых молекул1 2 в более устойчивые, сопровождающееся
образованием газов и выделением освобождающейся энергии в виде
тепла.
Как видно, во всех вышеприведенных формулировках обоб-
щающим моментом в понятии о взрыве является условие чрезвы-
чайно быстрого, почти мгновенного превращения вещества с вне-
1 Физическим изменением вещества называется изменение его формы или
состояния, как например кипение воды с переходом ее в пар, или замерзание
воды в лед и т. д., т. е. изменение, не связанное с составом и химическими свой-
ствами вещества. Химическое изменение (превращение) происходит с обязатель-
ным изменением самой природы вещества, его состава и вследствие этого всех
его химических, а часто и физических свойств, как например горение дров,,
взрыв гремучей ртути и т. д.
2 Молекула — мельчайшая частица сложного вещества, составленная из ча-
стиц простых веществ, или элементов, так называемых атомов, например молеку-
ла поваренной соли, хлористого натрия NaCl состоит из двух атомов простых
веществ (элементов) — металла натрия Na и газа хлора С1.
DL Scientific Heritage of Russia
.10 Общие теоретические сведения
м S
запным развитием в месте взрыва высокого давления, способного
совершить в самый короткий отрезок времени (тысячные, десяти-
тысячные доли секунды) ту или другую работу. При этом необхо-
димо учесть, что всякая реакция взрыва сопровождается выделе-
нием тепла.
Таким образом явление взрыва происходит почти мгновенно
с выделением тепла и сопровождается в высшей степени сильным
расширением освобождающихся из связанного состояния газоЬ и
паров. Отсюда становится совершенно понятным то разрушитель-
ное действие, которое производит взрыв.
Выше, в формулировках Г. Каста и союза германских инжене-
ров, указывалось, что взрыв может быть вызван причинами физи-
ческого и химического порядка.
Так как основной вопрос, который рассматривается в настоящей
книге, будет касаться технической безопасности рабсгг с твер-
дыми взрывчатыми веществами, в частности только с инициирую-
щими, явления взрыва которых лежат в основе изменения химиче-
ской природы их, то в дальнейшем мы не будем останавливаться на
взрывах, вызываемых явлениями чисто физического порядка.
Кстати сказать, к последним относятся взрывы (вернее разрушения)
разного рода металлических и других оболочек, вызываемые
быстрым переходом например воды из жидкого состояния в паро-
образное или быстрым повышением давления газа внутри оболочки
под влиянием сильного нагрева.
Подобные «взрывы» больше похожи на разрушения материаль-
ного вещества, из. которого изготовлены например котлы, аппа-
раты, баллоны, резервуары, трубопроводы, чем на разложение хи-
мически связанных элементов, так как вещество перечисленных
предметов (чугун, сталь, железо) само по себе не взрывчато.
Немецкий химик Г. Брунсвиг, сравнивая смесь порошкообраз-
ного угля и жидкого кислорода, обладающую взрывчатым свой-
ством, с жидкой углекислотой, не обладающей этим свойством,
обобщает этот пример и говорит, что «если для превращения
какой-нибудь’ системы требуется постоянный приток энергии из-
вне, то она не обладает взрывчатыми свойствами. Если же такая
система претерпевает изменение в том направлении, что становится
возможным положительный тепловой эффект, то основное усло-
вие способности к взрывчатому разложению имеется налицо».
В химическом смысле вещество называют взрывчатым, если
оно обладает способностью почти мгновенно по всей своей массе
разлагаться с выделением значительного количества тепла и газо-
образных продуктов.
Относительно определения понятия о взрывчатом веществе и
взрыве в литературе встречается ряд сходных по существу форму-
лировок, из которых для пояснения приводим следующие: «Взрыв-
чатыми веществами являются лишь те, которые заключают в себе
большое количество химической энергии х, способны быстро обра-
щаться в газы с превращением своей химической энергии в тепло-
1 Энергия, заключающаяся в самом веществе и выявляющаяся при хими-
ческих реакциях (превращениях), как например выделение тапла и света при
горении или большого давления при взрыве и т. д.
DL Scientific Heritage of Russia* ч
Понятие о взрыве и взрывчатых веществах 11
вую». «Взрывча-тым веществом нужно- считать такие химические
системы (химические соединения или механические смеси), которые
способны под влиянием того или иного начального импульса
с крайней быстротой переходить в другие, более инертные системы,
в состав которых входят газообразные или легко испаряющиеся ве-
щества, ^развивающие, вследствие быстрого нагревания их до крайне
высокой температуры, выделившимся в момент взрыва теплом, зна-
чительное давление в месте взрыва».
Взрывчатые вещества чрезвычайно разнообразны по своим
свойствам. Не менее разнообразны также причины, вызывающие
взрыв: сильный удар, толчок, трение, накол, нагревание, соприкосно-
вение с искрой или пламенем, детонация, химическое воздействие
путем прибавления веществ, -вызывающих начало реакции взрыв-
. чатого превращения.
‘ Одним, из наиболее важных факторов для оценки взрывчатого
вещества является его работоспособность, зависящая в свою оче-
редь от скорости взрывчатого превращения вещества и .от количе-
'• йфа выделившихся при превращении теплоты и газов. Чем быстрее
Протекает превращение и чем больше выделяется при этом теплоты
И газов, тем больше производимая работа. Скорость же превраще-
ния зависит от химического состава и от физического состояния
вещества (газообразное, жидкое, твердое, находится ли оно в сво-
бодном состоянии или в оболочке).
В зависимости от скорости превращения вещества (т. е. пере-
хода из одного состояния в другое) различают три следующие
основные формы этого превращения: горение, взрыв, детонация.
Г о р ен и е
С точки зрения химии всякое горение представляет собой один
и тот же процесс, при котором вещество или его отдельные части
окисляются. Окислителем в обычных условиях чаще всего является
кислород1. При этохМ источником кислорода может служить воздух
или кислород может находиться в самом соединении в связанном
состоянии.
Процессы горения могут происходить: 1) с образованием пла-
мени, 2) без образования пламени, но с раскаливанием тела, 3) без
раскаливания и без племени (медленное горение). .
Все перечисленные виды горения происходят с обязательным
выделением тепла.
Процесс горения порохов характеризуется постепенным нара-
станием температуры,, количества образующихся газрв и давления
(при сгорании в замкнутом пространстве, например в’ патроне).
Переход взрывчатой системы в систему конечных продуктов
разложения может происходить с различной скоростью. Для вос-
пламенения взрывчатого вещества нагреванием необходимо, чтобы
1 Кислород — газ без цвета и запаха, обладающий способностью под-
держивать дыхание и горение. Очень энергично окисляет при соединении мно-
гие вещества, вследствие чего встречается во многих химических соеди-
, нениях. Кислород в этих соединениях 'Представляет 47,07% земной коры. Вода
содержит 88,8% кислорода. В воздухе кислород находится в свободном .со-
стоянии в количестве 23,2%, т. е~. составляет х/з часть воздуха (весовые про-
центы).
DL Scientific Heritage of Russia
Общие теоретические сведения
в некоторой части вещества было достигнуто нагревание до темпе-
ратуры воспламенения Такой нагрев достигается не сразу, а тре-
бует некоторого промежутка времени. Для достижения темпера-
туры воспламенения необходимо, чтобы приток тепла от внешнего
источника превышал потери его, происходящие вследствие распро-
странения по массе вещества, и потери через излучение. В среднем
можно считать, что скорость горения на открытом воздухе (с обра-
зованием пламени) у большинства взрывчатых веществ измеряется
не более чем несколькими метрами в секунду.
Примером такой формы разложения может служить сгорание
на открытом воздухе бездымных порохов, небольших количеств
тротила, влажного пироксилина и некоторых других взрывчатых
веществ. Большинство наиболее употребительных взрывчатых ве-
ществ, взятых в небольших количествах, при зажигании на воздухе
горят спокойным пламенем; некоторые из них сгорают довольно
быстро, образуя яркое пламя. Такие взрывчатые вещества, как на-
пример тротил, загораются не сразу по приближении огня, а лишь
после нагревания их в течение некоторого времени; зажженные,
они горят медленно, образуя слабое коптящее пламя.
Только немногие взрывчатые вещества при зажигании взры-
ваются. К последним относятся инициирующие взрывчатые веще-
ства, как-то: гремучая ртуть, азид свинца, ТНРС и др.
Взрыв
Выше указывалось, что процесс горения характеризуется по-
степенным нарастанием температуры, количества и давления обра-
зующихся газов. При взрыве разложение вещества протекает зна-
чительно скорее, и нарастание количества и давления образующихся
газов также идет значительно быстрее. Взрывчатое разложение ве-
щества происходит уже со скоростью сотен метров в секунду.
Если большинство взрывчатых веществ, взятых в небольших
количествах, будучи нагрето до температуры воспламенения, спо-
койно сгорает на открытом воздухе, то в этих же условиях горение
больших количеств взрывчатых веществ легко может перейти во
взрыв.
Также обычно оканчивается взрывом и горение взрывчатых ве-
ществ в более или менее замкнутом пространстве. Переходу горе-
ния во взрыв в этих условиях способствует концентрация тепла и
давление образующихся газов.. Раскаленные газообразные про-
дукты разложения не находят себе достаточно свободного выхода
и распространяются по значительной поверхности взрывчатого ве-
щества, а- в случае зернистости или пористости последнего прохо-
дят и в толщу массы его. Под влиянием этого явления происходит
ускорение реакции, очень быстро достигающей степени взрыва. Из
сказанного видно, что при’горении взрывчатого вещества в полу-
замкнутом пространстве имеют значение кроме его количества
плотность, степень замкнутости и теплопроводность стенок обо-
лочки.
При горении взрывчатого вещества на открытом воздухе боль-
шое значение имеет его физическое строение, замедляющее или
1 Температура воспламенения — это температура, при которой вещество
загорается и начинает гореть самостоятельно.
DL Scientific Heritage of Russia
Классификация взрывчатых веществ 13
ускоряющее переход горения во взрыв: в плотных, однородных
взрывчатых веществах, горение распространяется равномерно па-
раллельными слоями, проникание горячих газов в массу вещества
затруднено, и поэтохму горение даже больших количеств такого
взрывчатого вещества не переходит во взрыв. Наглядным приме-
ром сказанного могут служить коллоидальные1 пороха (бездым-
ные). Если они находятся в виде зерен, лент или трубок, то все же
каждая частица, какой бы формы она ни была, будет сгорать по-
степенно, концентрическими (постепенно сужающимися) слоями и
поэтому не образуется условий, необходимых для взрыва.
Совершенно противоположный пример горения можно наблю-
дать на дымном (селитро-сероугольном) порохе, не имеющем кол-
лоидальной структуры. В этом случае пороховые зерна при
горении растрескиваются и горячие газы, проникая внутрь зерен,
способствуют ускорению реакции разложения, приобретающей
характер взрыва.
Детонация
При взрывчатом превращении вещества давление и тепло пере-
даются по веществу от слоя к слою, вызывая дальнейшее разложе-
ние, причем давление все время возрастает, опережая воспламенение.
Однако при максимальном давлении и температуре разложения эти
явления взрыва начинают развиваться и протекать одновременно, и
тогда взрыв переходит в детонацию. Следовательно детонация —
это взрывчатое превращение вещества, протекающее с максималь-
ной и притом постоянной для данных условий скоростью.
Максимальная скорость детонации, являясь вполне определен-
ной и постоянной для каждого в отдельности вещества, для раз-
личных взрывчатых веществ различна. Так, скорость детонации
гремучей ртути составляет около 4500 м в секунду, азида свинца
около 5500 м в секунду и т. д. Скорость детонации очень велика,
практически детонация протекает мгновенно, так как дйится сто-
тысячные доли секунды. При детонации происходит максимальный
разрушительный эффект, так как образующиеся газы мгновенно
сообщают окружающей среде (оболочке) максимальное давление,
действуя хна нее резким ударом. '
2. Классификация взрывчатых веществ
Какой-либо строго обоснованной, объединенной классифика-
ции взрывчатых веществ до настоящего времени не имеется. Все
применяемые в технике взрывчатые .вещества обычно классифи-
цируются по какому-либо одному признаку, имеющему практиче-
ское или теоретическое значение, как например по составу, по
скорости и характеру взрывчатого превращения, по условиям при-
менения и т. д.
По составу взрывчатые вещества делятся на две основные
группы: а) взрывчатые механические смеси и б) взрывчатые хими-
ческие соединения.
1 Коллоидальные вещества — не имеющие кристаллического строения,
главным образом органические -вещества, как например желатина, гуммиарабик
и др.; жидкие коллоиды и коллоидальные растворы обладают свойством очень
плохо фильтроваться, проходя через обычные фильтры.
DL Scientific Heritage of Russia
14
Общие теоретические сведения
а) Взрывчат ы*е механические смеси
В зависимости от агрегатного состояния1 составных частей
взрывчатые механические смеси делятся на следующие группы:
1) газообразные смеси;
2) взрывчатые смеси газа с жидкостями или твердыми веще-
ствами;
3) жидкие взрывчатые смеси;
4) взрывчатые смеси жидкостей с твердыми веществами;
5) твердые взрывчатые смеси.
Совершенно понятно, что практически наиболее удобными,
а следовательно и более распространенными, являются твердые
взрывчатые смеси. В труппу твердых взрывчатых смесей входят
вещества, представляющие собой механические смеси двух или
более компонентов. Отдельные вещества, входящие в тот или
другой взрывчатый состав, весьма разнообразны в отношении их
химической природы и свойств.
Как правило, всякая твердая взрывчатая смесь должна содер-
жать в себе: 1) вещества сгорающие (бескислородные или с малым
содержанием кислорода) —сера, смола, уголь, антимоний (серни-
•стая сурьма), крахмал, алюминиевая пудра», динитронафталин и
другие, 2) вещества, богатые кислородом, как например бертолето-
вая (хлорновато-калиевая) соль, аммонийная, калиевая, натриевая и
бариевая селитры, двухромовокислый калий, хлорнокалиевая соль
и др. В этих веществах кислород находится в связанном состоянии
и предназначается для окисления (сжигания) составных частей пер-
вой группы.
В твердых механических взрывчатых смесях является совер-
шенно не обязательным, чтобы входящие в них составные части
обладали взрывчатыми свойствами. Очень многие из известных
взрывчатых смесей состоят или из веществ, совершенно невзрывча-
тых, или содержат в себе взрывчатые и невзрывчатые вещества.
Наиболее популярным примером взрывчатой смеси является дым-
ный порох. Как известно, он состоит из трех веществ: серы, се-
литры и древесного угля. Ни одно из этих веществ порознь не
обладает взрывчатыми свойствами, но в совокупности эти состав-
ные части, взятые в определенной пропорции и в тесном контакте
(смешение), образуют взрывчатую смеД». Целый ряд так называе-
мых ударных, переходных, воспламенительных и других составов,
в которые наряду с невзрывчатыми веществами (антимоний, дре-
весные опилки, нафталин и другие) входят и взрывчатые вещества
(гремучая ртуть, тротил, динитронафталин и тому подобные),
также относятся к группе взрывчатых механических смесей. Сюда
же относятся аммонийно-селитровые смеси, хлоратные и перхло-
ратные взрывчатые вещества и др.
б) Взрывчатые химические соединения
В механической смеси, как уже говорилось, каждая из отдель-
ных составных частей обладает присущими ей физико-химйческими
свойствами, которые остаются неизменными в общей массе смеси
1 Агрегатное -состояние — состояние в момент обработки или приме-
нения— газообразное, жидкое, твердое, сыпучее, вязкое, плотное и т. д.
DL Scientific Heritage of Russia
Классификация взрывчатых веществ
15
до момента взрыва. Во взрывчатом химическом соединении, обра-
зовавшемся в результате химической реакции, взрывчатое вещество
представляется однородным, неразделимым во всей своей массе,
так как не может быть разложено на исходные вещества механиче-
скими методами. Примером взрывчатых химических соединений
могут служить следующие: тротил, тетрил, ксилил, гремучая ртуть,,
пикриновая кислота и др.
Взрывчатые свойства этой группы взрывчатых веществ в основ-
ном определяются следующими факторами: 1) неустойчивостью
равновесия атомов в молекулах этих соединений, вследствие
чего атомы легко переходят в более устойчивые группировки под
влиянием достаточно мощного импульса; 2) образованием взрыв-
чатых соединений с поглощением тепла, вследствие чего они при
переходе в более • устойчивые соединения (продукты разложения)
выделяют тепло; 3) способностью этих взрывчатых соединений,
к внутримолекулярному горению благодаря наличию в их молеку-
лах атомов горючих элементов и кислорода, способных вступить
между собой в реакции с выделением тепла.
Согласно общепринятой классификации взрывчатые химиче-
ские соединения, в зависимости от их химической природы, делятся
на следующие основные группы: 1) нитроооединения, 2) сложные:
эфиры азотной кислоты, 3) соли гремучей, кислоты, 4) взрывчатые
диазосоединения, 5) вещества, не содержащие углерода.
По скорости и характеру взрывчатых превращений, а также по-
условиям применения взрывчатые вещества обычно делятся на две
основные группы:
1) метательные взрывчатые вещества и
2) бризантные взрывчатые вещества (разбивающие, дробящие-
вещества).
В настоящее время при классификации взрывчатых веществ по
указанным признакам принято выделять из числа бризантных,
взрывчатых веществ в самостоятельную группу так называемые
инициирующие1 взрывчатые вещества, служащие исключи-
тельно для возбуждения начала взрывной реакции в других взрыв-
чатых веществах.
Необходимо отметить, что классификация взрывчатых веществ-
по принципу метательного или бризантного действия оправды-
вается только при условии, что возбуждение взрывчатого разложе-
ния производится -вполне определенным, постоянным методом и
что само взрывчатое вещество будет применяться в определенных
условиях, форме и состоянии. В противном случае при использо-
вании разнообразных начальных -импульсов для возбуждения
взрыва in различных форм и условий, в которых 'используется
взрывчатое вещество, классификация не будет соответствовать
основной установке. В основательности сделанной оговорки мы
можем убедиться хотя бы на следующих примерах.
Дымный порох, относящийся к группе метательных веществ,
помещенный в прочную оболочку в виде заряда, может дать силь-
ный взрыв при возбуждении специальным запалом.
1 Название «инициирующие вещества» происходит от латинского слова.
01щШа^ан(кнвдиатива), т. е. начинание.
16
Общие теоретические сведения
Пироксилин, относящийся к группе бризантных веществ, в за-
висимости от условий его обработки, условий применения, вели-
чины и характера начального импульса может спокойно сгорать
или же взрываться с весьма различными скоростями вплоть до
.детонации.
К группе метательных взрывчатых веществ относятся как
дымные, так и бездымные пороха. Взрывчатое превращение (горе-
ние) их в замкнутом пространстве происходит в относительно
большой промежуток времени и поэтому нарастание давления
образующихся при горении газов идет медленнее, чем при взрыв-
чатом разложении бризантных взрывчатых веществ.
Различные -сорта дымного пороха в настоящее время находят
применение как -в -мирной, так и в оборонной промышленности.
Они употребляются в качестве подрывного материала при разра-
ботке слабых пород, соляных залежей, в качестве зарядов для
охотничьих патронов, для снаряжения дистанционных частей тру-
бок, для изготовления бикфордова шнура, вышибного заряда
шрапнелей и т. д.
Бездымные пороха являются в настоящее время основным мета-
тельным взрывчатым веществом и употребляются для снаряжения
орудийных патронов, патронов к станочному и ручному огнестрель-
ному оружию и т. д.
К группе бризантных (дробящих) взрывчатых веществ отно-
сятся все практически применяемые вещества кроме порохов. Наи-
более распространенными из них являются: пикриновая кислота,
тротил, тетрил, ксилил, динамиты, аммониты и др.
Взрывчатое разложение этих веществ происходит практически
почти мгновенно, и поэтому нарастание давления образующихся
газов также очень велико и действует мгновенным ударом большой
силы, что приводит к разрыву и дроблению на мелкие части обо-
лочки, заключающей эти вещества.
Нарастание скорости взрывчатого разложения инициирующих
взрывчатых веществ протекает еще быстрее, чем у перечисленных
выше обычных бризантных веществ. Эта особенность и характери-
зует особое положение инициирующих взрывчатых веществ и
характер их действия в отличие от обычных бризантных.
К этой группе относятся: гремучая ртуть, азид свинца, ТНРС,
ряд солей азотисто-водородной кислоты (азиды), пикриновой ки-
слоты (пикраты) и некоторые другие вещества. Гремучая ртуть, азид
свинца и тринитрорезорцинат свинца находят себе широкое приме-
нение в технике. Они употребляются для инициирования -взрыва
почти всех других взрывчатых веществ, где бы и в каком бы виде
последние ни применялись. Для удобства и безопасности обра-
щения инициирующие взрывчатые вещества запрессовываются
в металлические или бумажные оболочки (колпачки, гильзы) и
в таком виде применяются.
3. Начальный импульс
Как уже говорилось, отличительным признаком взрывчатого
вещества является его способность под влиянием некоторого
достаточно мощного начального импульса к быстрому химическому
DL Scientific Heritage of Russia I
Начальный импульс 17
превращению с выделением больших количеств тепла и газов, т. е.
к взрыву.
Под начальным импульсом «принято (понимать то воздействие
(побуждение), которое необходимо для того, чтобы вызвать
в чувствительной, находящейся в состоянии неустойчивого равно-
весия, системе взрыв. Для возбуждения взрывчатого превращения
можно пользоваться любой из разнообразных форм того или дру-
гого вида энергии, как-то: механической, химической, лучистой
или электрической. При этом однако необходимо иметь в виду,
что различные формы энергии: нагревание, удар, трение и другие,
в отношении инициирующего действия на взрывчатые вещества
не равноценны, а поэтому выбор наиболее целесообразной из них
имеет очень большое практическое значение.
Г. Брунсвиг пишет, что: «зная отношение взрывчатых веществ
к разнообразным видам начального импульса, нельзя еще считать
решенным вопрос о наиболее целесообразной форме возбуждения
взрывчатой энергии. Свойства и интенсивность начального импульса
в такой высокой степени влияют на последующее развитие
взрывчатых превращений, что не без основания говорят, что взрыв-
чатое действие больше зависит от начального импульса, чем от
самого взрывчатого вещества» ...
На самом деле, как показывает изучение ртого вопроса, чув-
ствительность взрывчатых веществ к удару, нагреванию и другим
формам начального импульса не равноценна, а поскольку это так,
избирательная чувствительность к различного рода внешним воз-
действиям является очень 'существенной и характерной. До настоя-
щего времени причины различной чувствительности взрывчатых
веществ к внешним импульсам с полной ясностью не установлены.
Несомненным остается тот факт, что избирательная чувствитель-
ность взрывчатых веществ к внешним импульсам зависит от всей
суммы различных физико-химических свойств этих веществ.
По своей величине работа начального импульса может, быть
очень незначительной сравнительно с той работой, которую дает
взрывчатое вещество в результате своего взрыва под влиянием
этого импульса.
Из возможных .видов начальных импульсов техническое значе-
ние имеют только те, которые соединяют в себе надежность и
безопасность в обращении. Обычно в практике применяются сле-
дующие способы инициирования: 1) воспламенение лучом огня,
искрой, накаливанием; 2) толчком, ударом, трением; 3) действием
капсюля-детонатора; 4) взрывом через влияние.
Изучение последней из указанных ^орел^^ййЩтйро^ания —
взрыва через влияние — имеет большое.рраютйч^коё зйачейй^для
техники безопасности заводов взрыччДтЙх 'вещеетв;. Йзуча^ие
этого способа инициирования необ%й»дЙмд,..;даЦ' задачи
о безопасных расстояниях при npo&c'tHpo^hffifii расположениями
устройства производственных зданийч^1^мещеятЛ*й“бе^с®а^Його
размещения в этих помещениях произв^^тёенрюрртоббр^Дования.
Возбуждение начального импульса вфр5^?:*г?^ер£з влияние
имеет практическое применение в горной промышленности. В дру-
гих областях, в частности в военном деле, этот метод инициирова-
ния практического применения почти не имеет.
2 Зак. 2182. И'ГЙгщпгрующпс -взрывчатые вегп-ества.
DL Scientific Heritage of Russia
18
Общие теоретические сведения
Взрывом через влияние, т. е. передачей детонации взрывчатого
вещества на расстояние, называется явление, когда под влиянием
воздействия взрыва массы взрывчатого вещества, находящегося
недалеко от другого взрывчатого вещества, это последнее также
взрывается, детонирует.
Передача детонации на расстояние является одной из форм
механического действия ударной воздушной волны, образующейся4
при взрыве вещества. Если воздушная волна, вызванная .взрывом
активного заряда взрывчатого вещества, достигает, другого пас-
сивного заряда взрывчатого вещества с таким запасом энергии,
которого достаточно для инициирования в нем взрывной волны, то
в этом заряде тоже происходит детонация.
Одновременно с явлениями, происходящими в самом месте
взрыва активного заряда, в среде, окружающей место взрыва, обнару-
живается еще один род явлений, действие которых распространяется
на значительное расстояние и носит название «ударной волны».
Это волнообразное движение как в отношении скорости рас-
пространения, так и в отношении силы его мало отличается от
ударной детонационной волны, развивающейся в самом взрывчатом
веществе, но по мере удаления от места взрыва оно быстро осла-
бевает и, теряя скорость, постепенно переходит в обыкновенную
звуковую волну.
Исследованию ударной волны посвящено много теоретических
и экспериментальных работ, так как явление это может иметь
большое практическое значение в связи с вопросами о передаче
детонации на расстояние, а также о разрушительном действии
ударной волны в районе места взрыва. Изучение этого вопроса
необходимо также для правильного понимания механизма разви-
тия разрушительного действия ударной волны на те предмета,-ко-
торые находятся на ее пути и могут оказать то или другое сопро-
тивление распространению ее в окружающей среде.
В настоящее время накоплен богатый опытный материал, осно-
ванный отчасти на специальных опытах, а отчасти на исследова-
ниях последствий различных катастроф, в которых одновременно
взорвавшееся количество взрывчатого вещества доходило до 300 т
и более.'
Теория ударной волны
На основании работ Вольфа, Бартело, Гутмана, Маха, Ла-
фитта, Неймана, Робинсона и других о механизме образования и
распространения ударной волны в среде, окружающей -место
взрыва, можно дать следующее представление: в месте соприкосно-
вения сильно сжатых газообразных продуктов’ взрыва с окружаю-
щей средой, например воздухом, в первый момент происходит
сильное сжатие ближайших слоев этой среды, за которыми следует
тотчас же сильное разрежение ее, а под влиянием сжатия и после-
дующего разрежения в окружающей среде развивается продольное
волнообразное движение. Самые продукты взрыва несомненно не
уходят* далеко от места образования их и дают только импульс,
под влиянием которого в окружающей среде образуются в сущ-
ности два волнообразных движения, близких в первый момент по
скорости, но различных по направлению. Одно из них распростра-
DL Scientific Heritage of Russia
Начальный импульс
19
няется в направлении от места взрыва- в сторону среды, другое —
в обратном направлении.
Согласно утверждению английского химика Римана ударная
волна отличается от звуковой не только по скорости распростра-
нения ее, но и по форме. В то время как звуковая волна носит за-
ведомо непрерывный характер с совершенно симметрично располо-
женной амплитудой типа синусоиды, ударная волна имеет прерыв-
ный характер и в ее передней лобовой части наблюдается
мгновенное повышение давления наподобие того скачка, который
имеет место во фронте взрывной волны.
Такой характер ударной волны объясняется, естественно, ее
происхождением под влиянием мгновенно возросшего давления от
детонации. Вместе с тем, такое сгущение в передней части удар-
ной волны делает понятным сильное разрушительное действие ее
при встрече с какими-либо препятствиями в той части пути ее, где
она еще сохранила достаточную интенсивность. Экспериментальное
физико-химическое исследование ударной волны и механизма вы-
зываемых ею разрушений представляет сложную задачу, в.особен-
ности если вести работу с большими, встречающимися на практике
массами взрывчатых веществ. Но уже сейчас имеется* некоторый
опытный материал, главным образом лабораторного характера,
-касающийся в основном скорости и силы ударной -волны.
Скорость распространения ударной волны
%
Скорость ударной волны, как уже отмечалось, в точке взрыва
близка к скорости детонации, ио в дальнейшем о>чень быстро па-
дает, и когда доходить до скорости распространения в воздухе
звуковой волны — 340 м/сек, то переходит в звуковую волну. Воз-
дух при этом играет роль упругой среды, способствующей посте-
пенному падению скорости ударной волны.
Скорость ударной волны зависит от веса активного заряда,
прочности материала оболочки, в которую заключен заряд, от его
химической природы и плотности среды, передающей ударную
взрывную волну. С увеличением веса заряда взрывчатого вещества
и прочности материала оболочки скорость и дальность действия
ударной волны возрастают. Плотная проводящая среда также уве-
личивает дальность действия ударной волны. Так, в воде дальность
действия ударной волны значительно возрастает по сравнению
с действием ее в воздухе.
Опытные работы Дотриша со 150 кг динамита, детонирующего
со скоростью 7000 м/сек, показали скорость ударной волны в 5 м
от заряда в 5000 м/сек. Для шеддита, детонирующего со скоростью
в 3000 м/сек, при тех же условиях скорость ударной волны была
950 м/сек. Опыты Маха по взрыванию небольших количеств йоди-
стого азота дали скорость ударной волны в 750 м/сек на расстоя-
нии 80 м от взрыва. Опыты Вьелля по взрыванию гремучей ртути
в количестве 0,63 г (скорость детонации около 4500 м/сек) пока-
зали скорость ударной волны на расстоянии 32,6 см от места
взрыва— 1073 м/сек. Опыты Вьелля, хотя и недостаточно показа-
тельные ввиду очень незначительных количеств испытуемого веще-
ства, все же ясно подчеркивают основные особенности ударной
волны.
2*
DL Scientific Heritage of Russia
20
Общие теоретические сведения
Сила ударной волны
Разрушительное действие ударной волны должно зависеть от
того запаса кинетической энергии, который несет в себе масса воз-
духа или другой среды, принимающей участие в распространение
этого волнообразного движения. К (сожалению, современная экспе-
риментальная техника не дает еще возможности к непосредствен-
ному измерению абсолютных количеств этой энергии ударной
волны. Приходится ограничиваться определением относительных
величин ее по тем деформациям (разрушениям), которые она
может произвести в некоторых специальных устройствах.
Для характеристики степени разрушения, производимого удар-
ной волной при взрывах, обыкновенно различают три типа разру-
шения: 1) сильные разрушения — разрушения каменных и кирпич-
ных зданий; 2) средние разрушения—разрушения деревянных
построек и 3) слабые разрушения — вышибание дверей и оконных
рам или стекол из рам. Если взять за основу активного заряда
100 кг мелинита (плавленая пикриновая кислота), то эти разруше-
ния будут произведены на расстояниях, соответственно равных 50,
100 и 150 я.
Однако примеры крупных катастроф на производствах и при
хранении взрывчатых веществ в результате взрывов больших ко-
личеств взрывчатых веществ — сотен и даже тысяч тонн —показы-
вают, что эти расстояния в подобных случаях могут достигать .
десятков километров (катастрофа в результате взрыва складов
аммиачной селитры в Оппау — Германия).
Таковы вкратце основные свойства ударной волны, лежащей
в основе явления взрыва через влияние.
4. Чувствительность взрывчатых веществ
Роль и значение начального импульса неразрывно связаны со
степенью чувствительности взрывчатых веществ. Чем более высо-
кой степенью чувствительности обладает то или другое взрывчатое
вещество, тем меньше требует оно затраты первоначальной энергии
для взрывчатого превращения. Отсюда следует, что по количеству
затраты энергии, потребовавшейся для взрывчатого разложения
вещества, можно судить о степени чувствительности его.
Степень чувствительности различных взрывчатых веществ
зависит от причин физического и химического порядка. Так на-
пример сильное влияние на чувствительность оказывают размеры
кристаллов, плотность запрессовки, начальная температура, тепло-
проводность и теплоемкость вещества, примеси и т. д.
Особо важное значение имеет вопрос о чувствительности
взрывчатых веществ к механическим воздействиям, так как практи-
ческие соображения заставляют ставить предел допустимой чувст-
вительности как в отношении легкости возбуждения взрывчатого
разложения, так и в отношении высокой чувствительности. Многие
мощные по своему действию .взрывчатые вещества не находят себе
практического .применения ^только потому, что производство их и
обращение с ними представляют слишком большую опасность.
Механические воздействия могут иметь различный характер.
Найти для них эквивалентные (равноценные) величины пока не пред-
DL Scientific Heritage Russia
Общая характеристика инициирующих взрывчатых веществ
21
ставляется возможным. Все виды механического воздействия можно
подразделить на следующие основные типы: 1) статическое давле-
ние \2) сотрясение,3) трение и 4) динамический удар 2 (накол жалом).
В производственной практике только что перечисленные меха-
нические воздействия обычно встречаются в комплексном виде, но
с преобладанием одного из них. Степень безопасности и чувстви-
тельность взрывчатых веществ измеряются главным образом по-
средством сравнения их стойкости по отношению к удару, наколу
жалом, сотрясениям, так как эти виды механических воздействий
являются наиболее опасными. Помимо этого, нередко произво-
дятся чисто практические испытания в зависимости от условий и
характера службы взрывчатого вещества или снаряженного изде-
лия— тряска, волочение, 'бросание с высоты и т. д.
Чувствительность взрывчатых веществ к статическому давле-
нию сравнительно невелика, но это не дает права пренебрегать ею
в .производственной (практике. Наоборот, она имеет большое зна-
чение в отношении технической безопасности при снаряжении вся-
кого рода капсюлей; взрывчатые, вещества, наименее чувствитель-
ные к статическому давлению, являются наиболее желательными
при производстве капсюлей-детонаторов. Обратимся теперь к рас-
смотрению некоторых специфических особенностей группы ини-
циирующих взрывчатых веществ.
5. Общая характеристика инициирующих взрывчатых веществ
Чтобы вызвать взрыв бризантного взрывчатого вещества или
воспламенить порох, необходимо затратить некоторое количество
энергии на первоначальное возбуждение. В зависимости от харак-
тера и состава взрывчатого вещества как форма, так и количество
первоначального возбуждающего им-пульса чрезвычайно различны.
Так, для воспламенения заряда пороха ему необходимо сообщить
тепло горячим лучом огня; чтобы вызв'ать детонацию заряда бри-
зантного вещества, ему необходимо сообщить мощный взрывной
удар.
Как правило, основная масса применяемых взрывчатых ве-
ществ отличается сравнительно малой чувствительностью к про-
стейшим первоначальным -импульсам, как-то: удару, нагреву,
трению. Эти взрывчатые вещества для возбуждения взрывчатого
превращения требуют воздействия мощного взрывного удара, т. е.
требуют некоторого количества промежуточного взрывчатого
вещества, которое -своим взрывом сообщило бы им этот взрывной
удар. Такими промежуточными веществами, действующими как
инициирующий импульс на другие взрывчатые вещества и вызы-
вающими их взрыв, и являются инициирующие взрывчатые веще-
ства. Эта группа взрывчатых веществ сама чрезвычайно чувстви-
тельна к простейшим первоначальным импульсам и взрывается от
удара, накола, трения, луча огня и т. п. Взорвавшись от простого
1 Статическое — значит неподвижное, постоянное, например давление
лежащего камня. В практике к статическому давлению приравнивают давление
медленно и плавно движущихся частей, например пуансона станка или пресса
и т. д.
2 Динамический удар — удар вследствие движения, например летящим
камнем или пуансоном быстро работающего станка или пресса.
DL Scientific Heritage of Russia
22
Общие теоретические сведения
начального импульса, инициирующие .взрывчатые вещества даже
в очень малых количествах способны вызвать взрывы других
взрыьчатых веществ.
Инициирующие взрывчатые вещества употребляются для сна-
ряжения различных средств воспламенения и инициирования: кап-
сюлей-воспламенителей, капсюлей-детонаторов, детонирующих шну-
ров и других изделий. Практическое применение для целей ини-
циирования в настоящее время имеют гремучая ртуть, азид свинца
и тринитрорезорцинат свинца.
Количество инициирующего взрывчатого вещества, необходи-
мого для инициирования заряда, должно быть очень небольшим.
Практически оно измеряется долями грамма и определяется как
свойствами инициируемого взрывчатого вещества, так и свойствами
самого инициирующего вещества — его инициирующей способ-
ностью.
Инициирующее действие взрывчатого вещества не обязательно
должно распространяться на всю массу инициируемого, так как
взрыв, вызванный инициирующим взрывчатым веществом в одной'
какой-нибудь части заряда взрывчатого вещества, в дальнейшем
служит очагом для распространения взрыва по всей массе заряда.
Инициирующая способность взрывчатого вещества зависит
прежде всего от быстроты нарастания скорости его взрывчатого
превращения до скорости детонации, присущей ему.
Вещество, не обладающее такой способностью, не может слу-
жить инициирующим взрывчатым веществом. Имеет громадное
значение и скорость детонации, в 'известной мере определяющая
инициирующую способность вещества.
Таким образом характерными свойствами инициирующих
взрывчатых веществ, отличающими - их от других групп взрыв-
чатых веществ, являются: 1) способность легко детонировать под
влиянием простого начального импульса: удара, накола, трения,
нагрева и т. д., 2) быстрое нарастание скорости взрывчатого
разложения и связанная с этим способность легко инициировать
взрыв других взрывчатых веществ.
Но инициирующая способность взрывчатого вещества зависит
также от его чистоты, плотности, .величины и формы кристаллов
и количества заключающейся в нем энергии.
•Инициирующая способность измеряется 'минимальным коли-
чеством инициирующего взрывчатого вещества, способным выз-
вать полную детонацию бризантного взрывчатого вещества —
тротила, мелинита, или тетрила, запрессованного в количестве
одного грамма в1 оболочке капсюля-детонатора № 8. Это мини-
мальное количество инициирующего вещества и будет характери-
зовать его инициирующую способность по отношению к взятому
для испытания взрывчатому веществу.
Понятно, что по отношению к различным взрывчатым вещест-
вам инициирующая способность будет различной в зависимости
от свойств как инициируемого, так и инициирующего взрывчатого
вещества. Можно лишь сказать, что мощное по отношению к од-
ному взрывчатому веществу инициирующее взрывчатое вещества ‘
будет инициировать детонацию и другого взрывчатого вещества
легче, чем какой-либо другой более слабый инициатор.
DL Scientific Heritage of Russia
Общая характеристика инициирующих взрывчатых веществ
23
В табл. 1 приводится количество различных инициирующих
«И
рывчатых веществ, необходимое дтя детонации одного грамма
тротила, мелинита и тетрила (в граммах).
Таблица 1
Инициирующее взрывчатое вещество Взрывчатое вещество
Тротил Мелинит Тетрил
Грёмучая ртуть . Азид свинца 0,36 0,09 0,30 0,05 0,29 0,03
Для практического определения инициирующей способности
существует ряд различных методов — косвенные и прямые.
К о с в е 1рн ы е методы определения инициирующей
способности
Косвенными методами считаются такие, которые характери-
зуют инициирующую способность механическим эффектом взрыва
испытуемого вещества. Сюда относятся: 1) испытание в свинцо-
вых цилиндрах Трауцля, 2)
3) гвоздевая проба и 4) пе-
сочная проба;
1) Проба Трауцля про-
изводится взрыванием кап-
сюля-детонатора № 8, сна-
ряженного одним граммом
взрывчатого вещества (по
отношению к которому оп-
ределяют инициирующую
способность) и зарядом
испытуемого инициирую-
щего взрывчатого вещест-
ва; капсюль помещается
в свинцовом цилиндре вы-
сотой около 100 мм и диа-
метром 100 мм с отвер-
стием для вставки капсюля
испытание на свинцовых пластинках.
Рис. 1. Бомба Трауцля
высотой 55 мм и диаметром 7 мм. Об инициирующей способности
в этом случае судят по степени расширения гнезда цилиндра от
взрыва (рис. 1).
2) Проба на свинцовых пластинках заключается в том, что
на плоских круглых или квадратных свинцовых пластинках -взры-
вают капсюли-детонаторы № 8, снаряженные так же, как для
пробы Трауцля, и по степени деформации свинцовых пластин
судят о сравнительной инициирующей способности (рис. 2).
3) Для гвоздевой пробы капсюли-детонаторы № 8, снаряжен-
ные испытуемыми веществами, подвязываются к гвоздям (обычно
длиной 100 мм и диаметром 2,8 мм) без головок и ‘взрываются.
По характеру и размеру деформации гвоздей от взрыва судят
DL Scientific Heritage of Russia
24
Общие теоретические сведения
о сравнительной инициирующей способности (рис. 3). Гвозди и по
размерахм и по качеству материала должны быть однообразными.
4) Для испытания инициирующей iotoc обн ости по способу
песочной пробы снаряженный испытуемыми веществами капсюль-
су Вид сверху
Вид снизу
Рис. 2. Деформация свинцовой пластинки при определении предельного иници-
ирующего заряда.
детонатор помещается в бомбу, загруженную определенным
количествохМ песка определенной величины зерен, и взрывается.
По количеству измельченного
взрывом песка и по степени из-
мельчения судят о сравнитель-
ной инициирующей способности
(рис. 4).
Рис. 4. Бомба для песочной пробы
Рис. 3. Гвоздевая проба
DL Scientific Heritage of Russia
Основные требования к инициирующим взрывчатым веществам 25
Прямой метод определения инициирующей
способности
Из косвенных методов ни один не дает возможности достаточно
точно и правильно судить об инициирующей способности взрыв-
чатого вещества как вследствие чрезвычайной трудности про-
ведения всех испытаний при одинаково точных условиях, так и
вследствие трудности учета инициирующей способности по раз-
личным результатам испытания.
Значительно более точные результаты дает метод прямого
определения инициирующей 'способности; этот метод основан на
непосредственном1 подрыве шашек из труднодетонируемого или
флегматизированного взрывчатого вещества зарядом испытуемого
инициатора.
В качестве подрываемого взрывчатого вещества можно
пользоваться любым взрывчатым веществом, но обычно для этой
цели пользуются тротилом, как наиболее известным однородным
химическим соединением вполне определенного состава и доста-
точной химической стойкости. Эти его свойства дают возможность,
иметь для испытания материал всегда одинакового качества.
Чтобы получить однородные условия испытания, тротил берется
в виде одинаковых шашек определенного веса и формы, при-
чем обычно для понижения чувствительности всегда флегматизи-
руется. Тротил флегматизируется парафином илц. парафиновым
маслом, а еще лучше тальком. Подрыв тротиловых шашек капсю-
лями с испытуемыми инициирующими веществами производится
на специальных свинцовых пластинках или в1 большой бомбе
Трауцля или на бризанцмессере. Инициирующая мощность характе-
ризуется цифровыми величинами произведенных при взрыве де-
формаций (расширение в бомбе, сжатие крешера) или процентным
содержанием флегматизатора, при котором уже не происходит де-
тонации шашки. Этот метод дает возможность не только доста-
точно точно устанавливать инициирующую способность отдельных
инициирующих веществ, но и сравнивать их между собой по их
инициирующей способности.
6. Основные требования к инициирующим взрывчатым веществам
Высокая инициирующая способность является одним из важ-
нейших критериев для оценки инициирующего взрывчатого
вещества. Но помимо этого инициирующее взрывчатое вещество-
должно быть: 1) безопасным в производстве и в обращении,
2) способным выдерживать высокие давления (хорошо прессо-
ваться), 3) химически стойким и 4) достаточно чувствительным,
к простым первоначальным импульсам.
Безопасность производства является весьма важным фактором
оценки инициирующего взрывчаттого вещества. Очень многие, ча-
сто более мощные взрывчатые вещества, чем применяемые сейчас
в качестве инициаторов, не могут быть использованы вследствие
исключительной чувствительности и следовательно очень большой
их 'опасности в обращении. Таковы например азид ртути, йоди-
стый азот, взрывающийся от прикосновения бородкой пера, и не-
которые другие.
DL Scientific Heritage of Russia
26
Общие теоретические сведения
Требование хорошей прессуемости вызывается условиями
применения инициирующего взрывчатого вещества для снаряжения
различных капсюлей, так как прессование повышает плотность
вещества, предупреждает высыпание и несколько повышает иници-
ирующие свойства. Кроме того прессование понижает чувствитель-
ность инициирующих веществ к удару и трению и тем делает
применение капсюлей более безопасным.
Химическая стойкость инициирующих взрывчатых веществ
имеет очень большое значение, так как применение изделий -с ними
может производиться в очень неблагоприятных условиях (при вы-
сокой влажности, высокой температуре и т. д.). Поэтому иници-
ирующие взрывчатые вещества, разлагающиеся от действия влаги
или относительно невысокой температуры — в' 60—70°, приме-
няться не могут.
Длительность хранения снаряженных изделий, без потери ими
боевых свойств, также определяется химической стойкостью ини-
циирующего вещества, примененного для снаряжения данных
изделий. Здесь имеет большое значение отношение инициирующих
веществ к материалу капсюльных оболочек; если инициирующее
взрывчатое вещество 'способно реагировать с металлом оболочки,
то оно тем самым делается непригодным для снаряжения капсю-
лей из данного металла. В отдельных случаях взаимодействие
снаряженного инициирующего вещества с металлом оболочки мо-
жет привести к тяжелым последствиям вследствие образования
более чувствительных взрывчатых соединений, как например
образование, азида меди при запрессовке азида свинца в медные
оболочки.
Чувствительность инициирующих веществ наряду с их иници-
ирующей способностью является важнейшим фактором оценки
инициирующего взрывчатого вещества как инициатора. И действи-
тельно, от чувствительности инициирующего взрывчатого вещества
к простейшим импульсам зависит как безопасность производства,
так и возможность практического использования их в качестве
возбудителей взрыва других взрывчатых веществ.
Чувствительность инициирующего взрывчатого вещества' за-
висит от ряда причин: от химической природы и состава вещества,
структуры его 1 (строения), величины кристаллов, методов получе-
ния и чистоты вещества.
Неустойчивые эндотермические2 * * * * * соединения разлагаются
быстрее и легче, чем устойчивые экзотермические.8 Крупные кри-
сталлы азида свинца, азида ртути и гремучей ртути значительно
чувствительнее мелких кристаллов тех же соединений. Азид свинца
моноклинического строения, (бета-азид) значительно чувствитель-
нее азида свинца орторомбического строения (альфа-азида).
1 Структура - характер строения кристаллов, из которых состоят веще-
ства. Кристаллы различных веществ имеют различную форму и различное
строение: одни из них имеют вид вытянутых игл, другие игольчатых пластин,
третьи кубиков, ромбов, многогранников и т. д. и в зависимости от этого их
и принято называть сообразно форме.
’ Эндотермическое соединение (от слов эндо—внутрь и термо — тепло) —
соединение, требующее для своего образования затраты тепла.
* Экзотермическое соединение (от слов экзо — вовне и термо — тепло)
соединение, дающее при своем образовании тепло.
DL Scientific Heritage of Russia
Методы определения, чувствительности инициирующих взрывч. веществ 27
Производство азида свинца из уксуснокислого свинца вместо
азотнокислого ведет к частым взрывам. Примесь твердых веществ
С большим количеством острых граней и углов, как например песка,
битого стекла и др., сильно повышает чувствительность иниции-
рующих взрывчатых веществ, или, как принято говорить, сенсиби-
лизирует их. Наоборот, примесь таких веществ, как парафин,
различные масла, воск и др., значительно понижает чувствитель-
ность, т. е. флегматизирует инициирующие взрывчатые вещества.
7. Методы определения чувствительности инициирующих
взрывчатых веществ
Для определения чувствительности инициирующих взрывчатых
веществ существуют различные методы и приемы. Определение
чувствительности производится по отношению к важнейшим видам
возбуждения инициирующего импульса: а) чувствительность
к удару (и наколу жалом), б) чувствительность к трению, в} чувстви-
тельность к лучу огня и нагреву.
а) Чувствительность к удару
Чувствительность инициирующих взрывчатых веществ к удару
определяется высотой (в сантиметрах), с которой груз определен-
ного веса, падая, вызывает взрыв испытуемого вещества. Для
испытания чувствительности бри-
зантных взрывчатых веществ к
удару пользуются вертикальными
копрами Каста и др., но для опре-
деления чувствительности к удару
инициирующих взрывчатых ве-
ществ пользоваться обычным верти-
кальным копром с грузом в 1—2—
5 кг и более нельзя ввиду о^ень
высокой чувствительности этих ве-
ществ. Так, гремучая ртуть взры-
вает уже при. падении груза в 2 кг
с высоты 2 см.
Поэтому для определения
чувствительности инициирующих
Рис. 5. Копер Велера
взрывчатых веществ к удару пользуются специальным копром
Велера. Копер Велера состоит из железного основания а с укреп-
ленной на нем измерительной дугой б с делениями через 5 мм по
вертикали, стальной наковаленкой, рамой ж и бойком н, стойкой
измерительной дуги в и ударника д. Рама бойка ж вместе с бойком н
имеет определенный вес 500—600 г и может при помощи спе-
циального (винта к опускаться на ударник с любой высоты дуги
(рис. 5). В Ленинградском химико-технологическом институте ко-
пер этот, усовершенствован и дает более точные показания.
Инициирующее взрывчатое вещество запрессовывается в кол-
пачок в количестве 0,02 г, капсюль укладывается на наковаленку
под ударник д и ударом падающего бойка н взрывается. Таким
образом производится 25—30 опытов, причем измеряется наимень-
шая высота, при которой 5 капсюлей подряд взорвутся (верхний
DL Scientific Heritage of Russia
28
Общие теоретические сведения
предел) «и наименьшая высота, 'при (Которой 5 капсюлей подряд
дадут отказ (нижний предел). Эти пределы и служат характери-.
стикой чувствительности инициирующего взрывчатого вещества
к удару. В табл. 2 приводится характеристика чувствительности
некоторых взрывчатых веществ к удару.
Таблица 2
Инициирующие взрывчатые вещества Груз в ? Верхний пре- дел в см Нижний пре- дел в см Количество опытов
Азид ртути • 478 80 10 5
Гремучая ртуть 478 80 50 20
Азид свинпа 698 225 100 20
ТНРС . 1 215 250 140 20
б) Чувствительностью трению
Определение чувствительности инициирующих взрывчатых ве-
ществ к трению производится двумя -методами: германским и аме-
риканским.
По германскому методу (вращательному) инициирующее
взрывчатое вещество помещается в гнездо, вырубленное в непо-
движном поддоне. В гнездо входит вращающийся пуансон, кото-
рый при вращении давит основанием на инициирующее взрывчатое
вещество под влиянием груза, по-
мещенного сверху. Мерой чувстви-
тельности считают тот груз, под
давлением которого вращающийся с
определенной скоростью пуансон вы-
зывает^ взрыв инициирующего взрыв-
чатогоГ вещества (рис. 6).
Для повышения чувствительности
мало чувствительных взрывчатых ве-
Рис. 6. Прибор для определения Щ6СТВ в 1Г«ездо с взрывчатым вещест-
чувствительиости инициирующего вом вводят иногда кварц или песок
взрывчатого вещества к трению определенной величины зерна.
по германскому методу Американский (маятниковый) при-
бор устроен аналогично копру Велера.
На наковальню особого устройства с рифленой поверхностью насы-
пается навеска испытуемого инициирующего взрывчатого вещества.
Над ним закреплен стержень-маятник с металлическим башмаком
на конце, обращенным к взрывчатому веществу. Опущенный
с определенной, установленной по дуговой шкале, высоты маят-
ник при качании производит своим башмаком сильное трущее дей-
ствие на вещество, помещенное на наковальне (рис. 7).
Накладку нижней части трущего башмака можно менять, упо-
требляя для нее различные материалы с различными коэфициен-
тами трения. Высота качания маятника, число качаний и величина
груза на башмаке, при которых происходит взрыв,.определяют
степень чувствительности инициирующего взрывчатого вещества
к трению (табл. 3).
DL Scientific Heritage of Russia
Методы- определения чувствительности инициирующих взрывч. веществ 29
Таблица 3
1 Инициирующее взрывчатое вещество Груз в кг Высота качания маятника в см Количество качаний Примечание
Гремучая ртуть ..... 12—13 Немецкий метод. Пу- ансон стальной. При- месь 10% песка
Гремучая ртуть 0,0 25 3-10 Американский метод
Азид свинца 0,45 37,6 12 Американский метод
в) Чувствительность к лучу и нагреву
Чувствительность инициирующих взрывчатых веществ к лучу
огня и -нагреву зависит главным образом от физических свойств
вещества: его теплоемкости, теплопроводности и температуры
вспышки. Температура вспышки,
т. е. температура, при которой
инициирующее взрывчатое вещест-
во дает взрыв, является в этом
отношении наиболее показатель-
ной, так как включает в. -себя влия-
ние двух факторов, т. е. теплоем-
кости и теплопроводности.
Определение температуры
вспышки производится следую-
щими методами.
1) Берется навеска взрывчато-
го вещества и постепенно нагре-
вается с подъемом температуры 5°
в минуту до вспышки. Темпера-
туру, 'при которой взрывчатое ве-
щество вспыхнет, отмечают. Из
серии таких испытаний выводится
Рис. 7. Прибор для определения чув-
ствительности инициирующего взрыв-
чатого вещества к трению по амери-
канскому методу
средняя температура вспышки.
2) Берут ванну с расплавленным сплавом Вуда и в нее поме-
щают на 30 сек. гильзы с навесками инициирующего взрывчатого
вещества. Температурой вспышки при определении по этому ме-
тоду считается та наинизшая температура, при которой инициирую-
щее взрывчатое вещество в течение 30 сек. испытания даст
вспышку. Температура вспышки значительно колеблется в зависи-
мости от чистоты, химического строения и физического состояния
вещества, а также в зависимости от методов определения, и по-
этому указывается обычно в некоторых пределах (табл. 4).
Г. Брунсвиг нашел температуру вспышки для гремучей ртути
170°, для азида свинца 340°, тринитрорезорцината свинца 276°.
Определение температуры -вспышки производилось им следующим
образом. В толстостенной стеклянной пробирке помещалось около
0,1 г взрывчатого вещества, после чего она слабо закрывалась
пробкой и помещалась в масляную баню, нагретую предварительно
до 100°. Постоянная температура бани поддерживалась размешу-
DL Scientific Heritage of Russia
30
Гремучая ртуть
ванием. Нагревание производилось медленно и равномерно таким
образом, чтобы температура повышалась на 5° в минуту. В момент
вспышки испытуемого взрывчатого вещества отмечалась темпера-
тура бани, наблюдавшаяся в этот момент по термометру.
Переходим к рассмотрению вопросов технологии и техниче-
ской безопасности производства трех основных инициирующих
взрывчатых веществ: 1) гремучей ртути, 2) азида свинца, 3) ТНРС.
Таблица 4
Инициирующее взрывчатое вещество Температура вспышки в °C Примечание
Гремучая ртуть . . . . ТНРС Азид свинца 160—165 276 327—360 Отдельные авторы указывают 180° и даже 200° Данные различных авторов расходятся
ГЛАВА П
ГРЕМУЧАЯ РТУТЬ
1. Исходные материалы и их свойства
Гремучая ртуть является родоначальником группы так называе-
мых инициирующих взрывчатых веществ. Если основываться на
указаниях Ромоцкого, то гремучая ртуть была открыта еще в пер-
вой половине XVII столетия голландцем Ван-Дреббель.
Значительно позднее, при совершенно случайных обстоятель-
ствах, гремучая ртуть была получена англичанином Говардом
в 1799 г., который, действуя слабой азотной кислотой на красную
окись ртути, растертую со спиртом, пытался получить хлорную
ртуть — сулему, но получил гремучую ртуть. Со взрывчатыми
свойствами последней Говард познано милея также совершенно слу-
чайно, когда облил полученное им белое вещество — «сулему» —
крепкой серной кислотой; при этом произошел взрыв.
Изучением химической природы гремучей ртути, ее свойств,
а позднее и -строения занимался ряд крупных ученых на протяже-
ний семи десятков лет: Либих, Берцелиус, Велер и др., пока нако-
нец американский химик Неф в 1894 г. не установил окончательно
для гремучей кислоты структуру карбилоксима Н — О — N==C?
На основании этого для гремучей ртути, как для соли гремучей
О — N = C
кислоты, была установлена структурная формула: HgZ
ХО—N=C
Несмотря на то что состав и строение гремучей ртути после
открытия ее Говардом долгие годы оставались неразгаданными,
практическое применение она получила^ очень быстро. Примерно
с 1815 г. гремучая ртуть стала 'применяться для снаряжения капсю-
лей-воспламенителей. Несколько позднее, а именно с 1867 г., гре-
мучая ртуть стала употребляться в качестве инициатора при сна-
ряжении капсюлей-детонаторов. Толчком к этому послужило от-
крытие Нобелем явления детонации.
DL Scientific Heritage of Russia
Исходные материалы и их свойства
31
В 1887 г. гремучая ртуть стала применяться также для произ-
водства детонирующего шнура (Австрия), который в 1906 г., по
предложению Гесса, был значительно усовершенствован.
Особой интенсивности производство -и потребление гремучей
ртути достигло в годы империалистической войны. В одной только
Германии в период 1914—1918 гг. было изготовлено около 880 т
гремучей ртути. Это количество покажется еще более внушитель-
НЫ1М, если принять во внимание незначительность веса отдельного
заряда гремучей ртути, идущего на снаряжение капсюля-воопламе-
нителя или капсюля-детонатора (от 0,02 до 1,0 г). Во время миро-
вой войны потребность Германии (максимальная) составляла 20 мил-
лионов капсюлей-детонаторов и 400—500 миллионов винтовочных
капсюлей в месяц.
В основном метод получения гремучей ртути, использованный
Говардом 137 лет тому -назад, применяется в современном про из- “
водстве без особых существенных изменений. Гремучая ртуть
получается при взаимодействии азотнокислого раствора металли-
ческой ртути с этиловым спиртом. Основным сырьем при произ-
водстве гремучей ртути являются: металлическая ртуть, азотная
кислота и этиловый спирт. При фабрикации так называемой «бе-
лой» гремучей ртути кроме указанных материалов применяется еще
красная медь и соляная кислота.
а) Металлическая ртуть
Металлическая -ртуть представляет собой жидкий легкопод-
вижный металл серебристо-белого цвета. Это единственный из всех
известных до настоящего времени металлов, встречающийся в жид-
ком состоянии «при нормальной температуре.
Металлическая ртуть нередко 'встречается в самородном состоя-
нии в виде капельных вкраплений в древних породах, реже в поро-
дах более .позднего происхождения — в Баварской, Рейнской про-
винциях, в Тироле, в Богемии, в Венгрии, Франции, Испании,
Италии, Калифорнии, Австралии и Китае.
Ртуть встречается также в соединениях в виде амальгам
с драгоценными металлами — золотом, серебром, в соединениях
с хлором, как роговая ртуть, в некоторых сурмяных рудах.
Чаще всего металлическая ртуть (встречается в соединении с се-
рой в виде руды — киновари (сернистой ртути). Месторождения
киновари у нас в СССР находятся на Украине, на Кавказе, в Бах-
мутском районе Днепропетровской области, в Восточной Сибири и
других местах.
Добывание металлической ртути сравнительно просто, так как
киноварь легко разлагается при нагревании и металлическая ртуть
при перепонке получается в довольно чистом виде. Самым простым
и дешевым способом добывания -металлической ртути из руд явля-
ется обжигание руды при доступе воздуха. При этом сера сгорает,
а выделяющиеся пары ртути конденсируются в жидкий металл;
HgS 4- 0’2 —* Hg 4" SO2. • ч
Указанный способ крайне неэкономичен, так как сопряжен со
значительной потерей металлической ртути. При непрерывной ра-
DL Scientific Heritage of Russia
32
Гремучая ртуть
боте для кусковой руды обыкновенно употребляются шахтные
печи; для бедных мелких руд и шлихов — пламенные печи.
Уменьшения потерь ртути достигают смешением измельченной
руды с 'известью, железом или некоторыми другими веществами
с последующим разложением ее в чугунных неподвижных или вра-
щающихся ретортах, без доступа воздуха.
Ртуть застывает при охлаждении ее до — 39.5° >в твердую
массу, и ег таком состоянии может коваться и резаться, мягка, как
свинец, способна кристаллизоваться. Ртуть кипит при 357°, но ис-
паряется медленно уже при обыкновенной температуре, а особенно
заметно при повышенной температуре. Пары ртути бесцветны и
ядовиты. В табл. 5 приводятся данные о давлении паров ртути и
их концентрации в зависимости от температуры
Таблица 5
Температура в °C Давление в мм ртутного столба Концентрация паров в мг!л Температура в °C Давление в мм ртутного столба Концентрация паров в мг.'л
20 0,0013 0,0152 100 0,28 3,26
30 0,0029 0,0339 200 18,3 213,0
40 0,006 0,10 300 246,0 2879,0
50 0,03 0,35 357 760,0
Удельный вес металлической ртути ® жидком состоянии 13,6 и
в твердом состоянии 14,4. На воздухе при обыкновенной темпера-
туре ртуть не изменяется, но при долгом нагревании окисляется,
покрываясь с поверхности красной окисью ртути. Легко соеди-
няется с хлором и серой, образуя хлорную и сернистую ртуть.
Хорошо растворяется в азотной кислоте с образованием азотно-
кислой ртути и выделением окиси>взота. Не растворяется в соляной
и разбавленной серной кислотах. В концентрированной серной
кислоте ртуть растворяется с выделением сернистой кислоты:
3Hg + 8HNO3 -> 3Hg(NO3)2 + 4Н2О + 2NO.
Hg + 2H2SO4 HgSCU + 2Н2О + SO2.
Перекись водорода реагирует со ртутью, образуя бурое, очень
взрывчатое (вещество —«перекись ртути HgO2.
Металлическая ртуть разъедает многие металлы, образуя соот-
ветствующие амальгамы; не действует на железо, никель и некото-
рые другие. Она не смачивает стекло, фарфор, дерево, но смачи-
вает многие металлы, с которыми соединяется. При содержании
1 :4000 свинца металлическая ртуть образует в стеклянном сосуде
не выпуклую, а плоскую поверхность; то же получается при сма-
чивании раствором сулемы..
Из своих растворов ртуть может быть выделена углем, фосфо-
ром, железом, оловом, цинком и медью.
Из растворов выделяется в виде черного тяжелого порошка.
1 Лазарев и Астраханцев, Химические вредные вещества в про-
мышленности, т. II, стр. 255.
DL Scientific Heritage of Russia
Исходные материалы и их свойства 33
который обращается в блестящие капли лишь при долгом кипяче-
нии с соляной кислотой.
Пары ртути очень ядовиты. Точно так же ядовиты и все упо-
требительные ртутные соединения, кроме каломели и киновари,
почти безвредных.
В технике ртутные отравления происходят большей частью от
паров ртути или от пыли ртути и ее соединений. Первые и наибо-
лее постоянные симптомы отравления ртутью выражаются в воспа-
лении слизистой оболочки рта и слюнотечении.
Воспалению рта предшествует ощущение металлического вкуса,
•после чего разбухают и начинают -кровоточить десны. Эта болезнь
может принять острый характер или хроническую форму. К этому
же могут присоединиться желудочный «или кишечный катар, мало-
кровие и поражение нервной системы. Для отравления людей до-
статочно бывает уже той концентрации паров ртути, которая созда-
ется за -счет испарения ее при обыкновенной температуре.
Ртуть в продаже обычно содержит в себе примеси свинца,
олова, меди и висмута. Перевозится и хранится металлическая
ртуть обычно в железных циливдрических сосудах вместимостью
до 30—35 кг.
В настоящее время ртуть имеет широкое применение в боль-
ших количествах как <в металлическом виде, так и в виде различ-
ных ртутных препаратов. Металлическая ртуть, употребляемая для
производства гремучей ртути, должна удовлетворять требованиям,
предъявляемым к ней техническими условиями приемки; прежде
всего она должна быть совершенно чистой по внешнему виду, что
узнается по чистоте ее поверхности и легкости соединения отдель-
ных раздробленных частиц,.® один шарик.
Чистая металлическая ртуть имеет блестящую поверхность, без
малейших признаков потускнения и следов окалины. Удельный
вес металлической ртути должен быть не менее 13,5. Не допуска-
ется загрязнение металлической ртути не только случайными меха-
ническими примесями, но также и металлами, сопровождающими
ее в процессе извлечения из руд.
Для определения посторонних металлов берется навеска испы-
туемой, ртути,- обычно около 20 г, выливается в стеклянную реторту
и перегоняется из последней до тех пор, пока в реторте не оста-
нется около одного грамма ртути.
Этот остаток растворяется в крепкой азотной > кислоте, филь-
труется, обрабатывается серной кислотой, выпаривается, причем
в осадок выпадает свинец. В фильтрате остаются ртуть, медь и вис-
мут, которые последовательно отделяются друг от друга. Медь и
висмут определяются обычным аналитическим методом.
Металлическая ртуть, не удовлетворяющая требованиям техни-
ческих условий, обычно подвергается очистке, способы которой
будут указаны при описании процессов получения гремучей ртути.
б) Этилов ы и спирт
. Техническим сырьем для производства спирта у нас в СССР
являются главным образам растительные вещества, содержащие
крахмал: картофель, рожь, ячмень, кукуруза и др. Технологиче-
ский процесс производства спирта в основном одинаков для всех
3 Зак. 2162. — Инициирующие взрывчатые вещества
DL Scientific Heritage of Russia
34
Гремучая ртуть
этих видов -сырья, и сводится к переводу крахмала в сахар. Пос-
ледний распадается на спирт и углекислоту.
При переработке содержащего крахмал сырья процесс произ-
водства слагается из ряда отдельных операций. Первая операция
заключается в разрыхлении оболочек клеток картофеля или зерен
и в переводе крахмала в клейстер. Так называемое1 «затирание»
производится в специальных котлах-запарниках. Загруженное
в них сырье подвергается действию пара под давлением до 3 ат.
Под действием высокой температуры и давления зерна разбухают
и крахмал превращается в клейстер. После этого готовую -массу
выдавливают паром- в заторный чан. Под влиянием внезапного
понижения давления горячая вода, находящаяся внутри зерен об-
рабатываемого продукта, превращается .в пар и разрывает обо-
лочки продукта.
Перед выдавливанием затора в чан загружается молотый
солод и заливается вода. Поступающая затем из запарника масса
охлаждается до температуры 60°, которая поддерживается в тече-
ние последующего процесса осахаривания.
Процесс этот происходит под влиянием особого вещества —
дяастаза, содержащегося в солоде. После того как йроцесс осаха-
ривания крахмала закончится, содержимое заторного чана быстро
охлаждают до 15—-17° и спускают в бродильные чаны, куда добав-
ляются чистые дрожжи специальной культуры.
Во время брожения образуются различные побочные продукты,
как-то: высшие спирты (сивушные масла), различные органи-
ческие кислоты — масляная, молочная, уксусная и др. и альде-
гиды— продукты окисления спиртов. Все эти прЬдукты ’представ-
ляют собой результат бактериального брожения. По 'окончании
брожения содержимое бродильных чанов, так называемая бражка,
поступает в аппаратное отделение для выделения перегонкой обра-
зовавшегося спирта и последующей его очистки — ректификации
от указанных побочных продуктов, являющихся вредными приме-
сями в условиях разнообразного использования спирта в промыш-
ленности.
Перегонка и ректификация спирта производятся в специаль-
ных аппаратах непрерывного действия. Процесс перегонки основан
на разнице в температурах кипения спирта, воды и примесей.
Пары смеси при отгоне более богаты спиртом, в силу чего можно
выделить весь спирт.
Процесс ректификации основан на фракционной (дробной)
перегонке спирта, при которой первая фракция (отгон) содержит
низко кипящие жидкости (альдегиды), вторая — чистый спирт.
Остаток, состоящий из сивушных масел и воды, так называемый
лютер, собирается в нижней части колонны аппарата и от-
туда отводится. В промышленности применяются также ап-
параты для непрерывного получения очищенного спирта непо-
средственно из бражки. Такие аппараты экономичны и хорошо
работают.
Чистый этиловый спирт представляет собой бесцветную жид-
кость, обладающую специфическим, характерным запахом. Совер-
шенно чистый, так называемый абсолютный спирт имеет удельный
вес 0,79 при 15° и кипит при 78,4°, с кислотами образует сложные
DL Scientific Heritage of Russia .
Исходные материалы и их свойства 3&
эфиры; при окислении превращается в альдегиды и далее в кис-
лоты.
При смешении спирта с водой происходит некоторое выделе-
ние тепла и уменьшение объема смеси. При смешении со снегом,
наоборот, температура понижается до —21°.
Этиловый спирт, поступающий на производство гремучей
ртути, должен отвечать требованиям ОСТ 116. Крепость его, опре-
деляемая стеклянным спиртометром Траллеса, должна быть не
ниже 95°. На чистоту спирт должен выдерживать -пробы Савалля
и Ланга в течение не менее 20 мин.
Проба Савалля. 10 cmz С2Н5ОН в колбочке смешивают с 10 см3
химически чистой H2SO4 и нагревают до выделения пузырей. По
охлаждении колбочку ставят между колбочками с чистым С2Н5ОН
и чистой H2SO4. Цвет должен быть средним между ними (приме-
няют колбы Савалля).
Проба Ланга. К 50 см3 С2Н5ОН в колбу добавляют 1 см5
0,02%-ного КМпО< и, перемешав, дают отстояться. При этом
происходит постепенное изменение окраски.
Обе пробы ведутся параллельно.
Допускается содержание не более 0,002% альдегидов, не более
0,003% сивушных масел, не более 50 мг/л сложных эфиров. Не до-
пускается совершенно присутствие фурфурола.
в) Азотная кислота
Производство и свойства азотной кислоты подробно описаны
в разделе описания исходных материалов для производства три-
нитрорезорцината свинца1.
Для производства гремучей ртутц азотная кислота должна со-
держать не менее 61,2% моногидрата (удельный вес 1,380—1,385).
К употреблению допускается кислота, удовлетворяющая предыду-
щим требованиям и -имеющая желтоватый цвет, обусловливаемый
присутствием окислов азота, и содержащая не более 0,1% хлора,
0,2%'серной кислоты, 0,5% окислов азота и 0,07%'железа. Авали/
азотной' кислоты производится по методам, указанным в ОСТ/ВКс
5374.
г) Красная медь
Удельный вес электролитной меди, не подвергавшейся ка-
кой-либо механической обработке, равен 8,92—8,95, продажной,
т. е. технической меди, 8,2—8,5. Температура плавления меди
1050—1090°.
Медь отличается большой теплопроводностью и электропро-
водностью. На воздухе окисляется медленно, в воде значительно
быстрее и легче. Из кислот лучшим растворителем меди является
азотная кислота. Крепкая азотная кислота растворяет медь при
обыкновенной температуре, а слабая лишь при нагревании. Серная
кислота действует на медь различно в зависимости от состояния
последней, крепости кислоты, температуры и других условий. Со-
ляная кислота (крепкая) растворяет мелкораздробленную или очень
тонкую медь с выделением водорода. Разбавленная соляная кисло-
та действует на медь гораздо слабее. -
1 См. гл. IV.
3*
DL Scientific Heritage of Russia
36 Гремучая ртуть
Для производства гремучей ртути необходимо 'употреблять
исключительно высококачественную медь с содержанием в ней чи-
стой меди не менее 99,5%, причем для удобства ее очистки (перед
непосредственным употреблением) и быстроты растворения реко-
• мендуется употреблять ленточную рулонную медь толщиной не бо-
лее 0,3—0,4 мм и шириной до 25 мм.
д) Соляная кислота
Соляная кислота получается при обработке хлористого натрия
(поваренной соли) серной кислотой. Соляная кислота получается
как побочный продукт в процессе получения сульфата натрия, для
содового производства по методу Леблана, а также в больших ко-
личествах в некоторых производствах органической химии, напри-
мер при хлорировании различных соединений.
В последнее время соляная кислота в больших количествах
получается методом непосредственного соединения газов хлора и
водорода. Этот метод имеет большое значение, так как при этом
получается 100%-ный хлористый водород, совершенно чистый от
механических примесей, растворением которого в воде может
быть получена соляная кислота очень высокой степени чистоты и
большой концентрации.
При производстве соляной кислоты из поваренной соли пос-
ледняя обрабатывается при подогревании в специальных печах
серной кислотой. Выделяющийся хлористый водород проходит
систему очистки и поглощается водой в специальных сосудах, при-
чем получается техническая соляная кислота.
Техническая соляная кислота представляет собой желтую
(вследствие загрязнения примесью железа) жидкость, дымящую на
воздухе и содержащую примесь серной и сернистой кислот, хлора,
мышьяка и селена. Освобожденная от мышьяка, путем осаждения
его сероводородом или сернистым барием, соляная кислота может
служить для получения чистой кислоты перегонкой. От серной
кислоты техническая соляная кислота очищается перегонкой с хло-
ристым барием, или при непосредственном приготовлении со-
ляной кислоты пропускают выделяющийся из печи хлористо-
водородный газ через небольшую камеру с природным углекислым
баритом, связывающим всю серную кислоту в виде сернокислого
бария.
Кроме того чистая соляная кислота, о чем было сказано выше,
может быть получена растворением в воде полученного синтети-
ческим методом хлористого водорода.
Чистая соляная кислота бесцветна, дымит на воздухе, обладает
резким запахом и сильно кислым вкусом. Водный насыщенный
раствор соляной кислоты при 0° -содержит 45,1% хлористого во-
дорода и имеет удельный вес 1,226. При нагревании крепкая соля-
ная кислота выделяет хлористый водород. Перегоняется соляная
кислота при температуре около 111е с постоянным содержанием.
хлористого водорода 19,5% удельного веса 1,12. При нагревании -,
слабой соляной кислоты последняя теряет ^роду до указанной ’
выше концентрации, после чего перегоняется при'Постоянном со*:
ставе.
DL Scientific Heritage of Russia **
Гремучая'ртуть а ее свойства 37
Соляная кислота растворяет большинство металлов, кроме бла*
городаых \ ртути и некоторых других, и их окиси, образуя хло-
ристые соли. С -перекисью марганца дает хлор, с сернистыми сое-
динениями образует сероводород.
Соляная кислота идет для очень многих технических целей,
причем в каждом случае к -ней предъявляются те или иные требо-
вания. Соляная кислота, употребляемая для производства «белой»
гремучей ртути, должна удовлетворять требованиям ОСТ для хи-
мически чистых реактивов.
По действию на организм соляная кислота относится к вред-
ным веществам. Общий характер ее действия — сильное раздраже-
ние верхних дыхательных путей и слизистых оболочек. Симпто-
мами действия соляной кислоты являются кашель, чувстве
удушья, охриплость. В случае хронического отравления — катар
дыхательных путей, разрушение зубов, начиная обычно с резцов,
изъязвление слизистой оболочки,носа и желудочно-кишечные рас-
стройства.
Безопасной концентрацией соляной кислоты считается 0,007
мг/л. Предельной безвредной концентрацией при постоянной ра-
боте считается 0,015 мг/л; концентрация до 0,05—0,075 мг/л выно-
сится уже с трудом.
По действию на кожу соляная кислота значительно уступает
серной и азотной, однако при дарительном действии может вызвать
изъязвления, поэтому попавшую на кожу соляную кислоту необхо-
димо немедленно смывать водой.
2. Гремучая ртуть и ее свойства
Гремучая ртуть представляет собой кристаллическое, безвод-
ное, мало гигроскопичное вещество, отдельные кристаллы кото-
рого, в зависимости от способа приготовления, имеют серый,
светлокоричневый или белый с весьма слабым серым оттенком цвет.
Серый цвет имеют кристаллы, приготовленные без добавки крас-
ной меди и соляной кислоты, в случае же добавления последних
кристаллы гремучей ртути имеют почти белый цвет (рис. 8 и 9).
С^етлокоричневый продукт получается, если добавить только крас-
ную медь.
/.Удельный вес гремучей ртути 4,42; очищенная в растворе
цианистого калия гремучая ртуть имеет удельный вес (по данным
Солонины) 4,39. Гравиметрическая1 2 плотность непрессованной
гремучей ртути 1,22—1.25. Вопрос о кристаллизационной форме
гремучей ртути, равно как и о причинах различной окраски ее
кристаллов и степени их чистоты, до настоящего времени остается
открытым, и мнения отдельных специалистов по этому вопросу
расходятся.
Г. Каст .в своей книге «Взрывчатые вещества и средства вос-
пламенения» пишет: «Так называемая «серая» гремучая ртугь,
приготовленная без добавки соляной*'кислоты, имеет слабокоричне-
вую окраску и состоит из правильно образовавшихся, прозрачных
1 К благородным металлам относятся платина, золото, иридий, осмий и
некоторые другие; к полублагородным — серебро-, ртуть и др.
2 Плотность свободно насыпанного вещества (неплавленого и непрес-
сованого).
DL Scientific Heritage of Russia
38
Гремучая ртуть
и светлых кристаллов. Углы, образуемые двумя смежными реб-
рами кристалла, были измерены Риттером в 126 и 53,5°. Поэтому
кристаллы относятся к моноклинической системе, и согласно этому
Рис. 8. Кристаллы серой гремучей ртути
указание, что они кристаллизуются в правильной (октаэдрической)
или ромбической системе, не соответствует действительности».
Английский химик Майлс считает, что по своему строению
кристаллы серой гремучей ртути принадлежат к орторомбической
системе.
Форма кристалла гремучей ртути приведена на рис. 10.
Стараясь объяснить .причину различной окраски кристаллов,
отдельные исследователи и авторы приводят разноречивые дан-
Рис. 9. Кристаллы белой гремучей ртути
пые. Так например по мнению одних разница в цвете кристаллов
гремучей ртути зависит от загрязнения продукта веществами орга-
нического происхождения, которые попадают в нее в мелко
распыленном состоянии и таким обра-
зом придают ей серый цвет. Белая гре-
мучая ртуть, по их мнению, получается
за счет отбелки попавших органических
примесей, связанных хлором, который
Рис. 10. Форма кристалла гре- вводится в раствор азотнокислой ртути
мучей ртути в Вйде соляной кислоты.
Другие исследователи, в том числе
и Велер, считают, что серая гремучая ртуть получает свой цвет за
счет загрязнения ее мелкораздробленной, непрореагировавшей ме-
таллической ртутью. Неосновательность такого предположения
очевидна, так как многочисленные опыты показывают, что можно
получить и «белую» гремучую ртуть с более повышенным содержа-
нием свободной металлической ртути, чем в серой, и однако цвет
DL Scientific Heritage of Russia
Гремучая, ртуть и ее свойства 39
ее от этого сколько-нибудь значительно не изменится. Равным
образом лабораторные данные химических анализов показывают,
что очень часто обработанная серая гремучая ртуть содержит
в себе меньше металлической ртути, чем белая.
Некоторые взрывчатники, занимавшиеся исследованием свойств
рассматриваемого вещества, приписывают разницу в цвете тому,
что белая гремучая ртуть состоит из более мелких кристаллов, чем
серая, и поэтому подобно мелко раздробленному толченому стеклу
она кажется белой.
Г. Каст по этому поводу пишет: «Так называемый сбе^ый»
продукт имеет почти чисто белый цвет с весьма слабым серым от-
тенком и состоит не из отдельных кристаллов, а из сросшихся
в продольном направлении кристаллических систем. Вследствие
своего сращивания кристаллы непрозрачны и очень сильно отра-
жают свет, почему они и кажутся белыми».
Далее Г. Каст указывает, что «на основании последних иссле-
дований вряд ли .приходится сомневаться в том, что различная
окраска гремучей ртути зависит главным образом от физических
явлений, т. е. объясняется более или менее сильным преломлением
света. Предположение, что серый цвет -происходит от мелких
частиц металлической ртути или от загрязнения органическими
частицами, так же мало выдерживает критику, как и предположе-
ние, что белая гремучая ртуть окрашена присутствием посторон-
них веществ».
«Подтверждение этой гипотезы, — пишет Каст дальше, — от-
части можно видеть в том, что при растирании серых кристаллов
под водой получается почти белый продукт, а -с другой стороны,
окраска зависит от величины кристаллов». Короче говоря, Каст
считает, что различие в окраске гремучей ртути зависит главным
образом от физических .пр^ин, т. е. здесь играет роль степень
силы преломления света и величина кристаллов.
Конечно, согласиться с таким обоснованием зависимости
цвета гремучей ртути очень трудно. Ярежде всего оно не выдер-
живает критики уже :по одному тому, что простой опыт, легко
доступный в условиях производства, а тем более любой заводской
лаборатории, не подтверждает справедливости вышеприведенной
трактовки. Отсортируйте зерез сита из шелковой ткани образцы
белой и серой гремучей р+ути, обеспечив получение кристаллов
одинаковой величины, и вы убедитесь в том, что разница в цвете
образцов не исчезает. Одинаково наглядная и убедительная кар-
тина получается при рассмотрении под микроскопом параллельно
одинаковых по величине кристаллов белой и серой гремучей ртути.
Наиболее правдоподобным и- заслуживающим наибольшего
внимания следует считать предположение о том, что окраска кри-
сталлов так называемой серой гремучей ртути происходит от «смо-
листых полимеризованных продуктов. Пример, подтверждающий
основательность такого предположения, приведен в книге П. Ф. Буб-
нова «Инициирующие взрывчатые вещества», изд. 1934 г., стр. 77.
Он пишет, что «раствор 5 г азотнокислой ртути в 25 см8 азотной
кислоты удельного веса 1,4 окрашивается в бурый цвет при нагре-
вании до 70—80° с 20 см3 ацетальдегида, а через некоторое время
на стенках сосуда оседает бурое смолистое вещество».
DL Scientific Heritage of Russia
40
Гремучая ртуть
Величина кристаллов гремучей ртути колеблется в довольно
широких пределах, начиная -с -мельчайших кристалликов, измеряе-
мых «сотыми долями миллиметра, до больших—в десятые доли
миллиметра. Степень их роста зависит от ряда -причин, но в пер-
вую очередь от температуры реакции образования гремучей ртути.
При высокой температуре обычно происходит образование более
мелких, чем это требуется, кристаллов. Одновременно с этим
образующаяся гремучая ртуть -содержит <в себе более повышенное
количество щавелевой кислоты.
Помимо температуры большое влияние на рост кристаллов «и
их чистоту оказывают условия общего режима, как-то: темпера-
тура азотнокислого раствора ртути и спирта во время заливки их
в реакционные колбы, чистота исходных материалов, время и
быстрота конечного охлаждения -маточного раствора, содержа-
щего осевшую гремучую ртуть, считая с момента наивысшей тем-
пературы реакции до температуры, при которой ’ производится
отделение продукта, и т. д.
Отсюда понятно, что для достижения неизменно однообраз-
ного кристаллического продукта, величина кристаллов которого,
как это увидим дальше, оказывает влияние на его чувствитель-
ность и инициирующую способность, необходимо строго соблю-
дать условия кондиционности исходных материалов, их концен-
трации и температурного режима, установленного принятым
технологическим процессом.
Обычными примесями гремучей ртути являются: металличе-
ская ртуть, щавелевокислая ртуть, хлорная ртуть, закисные соеди-
нения ртути и маточные включения, содержащие кислоту.
Гремучая ртуть, идущая для нужд капсюльного производства,
должна удовлетворять требованиям ОСТ 4656.
При нормальной температуре яре мучая ртуть может хра-
ниться <в сухом виде в течение очень длительного периода времени,
причем свойства ее не претерпевают каких-либо существенных
изменений. Под действием ультрафиолетовых лучей гремучая
ртуть принимает коричнево-черную окраску, сохраняя ту же кри-
сталлическую форму, как и обычная, сохраняя растворимость
в растворе цианистого калия и в водном растворе серноватисто-
Иислого натрия, но не растворяясь в аммиаке, как это имеет место
с обычной гремучей ртутью.
В «воде гремучая ртуть растворяется очень плохо. При повы-
шении температуры воды растворимость постепенно увеличи-
вается. Так например 1 л воды при 12° растворяет 0,7 г гремучей
ртути, при 49° растворяет 1,75 г при 100' — 7,7 г. Свойство плохой
растворимости гремучей ртути в воде используется для хранения
ее в последней впредь до сушки. Положительной стороной подоб-
ного хранения является также и значительное снижение чувстви-
тельности гремучей ртути к начальным импульсам в условиях хра-
нения ее под водой.
Однако при длительном хранении в воде гремучая ртуть
подвергается некоторому изменению. Это изменение выражается
в понижении содержания фульмината1 и температуры вспышки
1 Фульминат —соль гремучей кислоты. Например гремучая ртуть — фуль-
DLVcSenTrfSJJeTfeage of Russia
Гремучая, ртуть и ее свойства
41
и, наоборот, в увеличении содержания щавелевой кислоты, нерас-
творимых примесей и свободной металлической ртути. Небезын-
тересно познакомить читателя с приводимой Бубновым табли-
цей изменения свойств гремучей ртути в процессе хранения ее под
-чйодой (табл. 6).
Таблица 6
Данные химического анализа До хранения После хранения
Через 15 дней Через 30 дней
Содержание фульмината Содержание щавелевой кислоты . Содержание нерастворимых при- месей Образование амальгамы Температура вспышки 99,34% 0,06% 0,39% 3 мин. 167° 99,17% 0,12% 0,53% 1 мин. 45 сек. 165° 99,050/о О,12'/о 0,64% 1 мин. 30 сек. 161°
Как видно из таблицы, при хранении гремучей ртути под во-
дой в -сравнительно небольшой промежуток времени качество гре-
мучей ртути ухудшается. Однако с этим приходится мириться, ибо
хранение сухой гремучей ртути, при котором не наблюдается
сколько-нибудь заметных -изменений ее качества, недопустимо
с точки зрения безопасности .производства.
При кипячении в воде разложение гремучей ртути идет сравни-
тельно быстро и легко. Она разлагается также и от действия пара,
что иногда используется для утилизации' остатков, находящихся
в -маточном- растворе. Последний обрабатывается при температуре,
близкой к 100°, в продолжение 3—-4 часов. Сравнительно легче гре-
мучая ртуть растворяется в спирте, а еще лучше в аммиаке, в рас-
творе цианистого калия, в ацетоне и пиридине.
Водный раствор аммиака, подогретый до 30—35°, растворяет
четырехкратное количество гремучей ртути. Раствор этот ж
стоек—разложение его становится заметным через несколько
дней; жидкость темнеет, на стенках содержащего ее сосуда обра-
зуется налет. Примерно через 8—10 дней раствор разлагается окон-
чательно с выделением металлической ртути, закиси и окиси азота.
По данным проф. А. Солонины в подогретом пиридине раство-
ряется 14,5 частей гремучей ртути, но при длительном нагревании
раствора, происходит полное разложение продукта с сильным
окрашиванием раствора.
Нужно’ сказать, что разложение гремучей ртути происходит при
растворении ее во всех 'вышепоименованных растворителях; раз-
ница заключается только в том, что в одних-.она разрушается быст-
рее, в других медленнее.
Обратная картина отмечается при действии неорганических
кислот: серной, азотной, соляной. В слабый водных растворах
этих кислот -гремучая ртуть ведет себя значительно устойчивее и
может сохраняться без разложения в течение «более продолжитель-
ного времени. Наиболее устойчиво гремучая ртуть ведет себя
в слабом растворе азотной кислоты, из которого она может быть
чистом мелкокристаллическом виде.
42
Гремучая ртуть
Крепкие кислоты разлагают гремучую ртуть. Так, под дейст-
вием дымящейся азотной кислоты гремучая ртуть разлагается
с образованием окиси азота, углекислоты,- азотнокислой ртути и
уксусной кислоты. Концентрированная соляная кислота разлагает
гремучую ртуть с образованием в конечном результате хлоргид-
рата гидроксиламина, муравьиной кислоты ,и хлористой ртути. Под
действием концентрированной -серной кислоты гремучая ртуть раз-
лагается со взрывом.
Крепкие щелочи легко разрушают гремучую ртуть, но слабые
действуют менее энергично. Сероводород, сернистые щелочи и
другие растворимые сульфиды разлагают гремучую ртуть с обра-
зованием сернистой ртути.
Под действием хлора влажная гремучая ртуть разлагается с об-
разованием хлорциана, хлорпикрина и хлористой ртути. Углекис-
лота на гремучую ртуть не действует.
Влияние гремучей ртути на металлы различно. Легче всего она
реагирует с металлами, -находясь во влажном состоянии, и значи-
тельно труднее, почти не действует, в сухом виде.
С медью сырая гремучая ртуть образует гремучую медь — ве-
щество нестойкое, обладающее повышенной чувствительностью
к трению, а следовательно и более опасное в обращении.
Основной фульминат меди, образующийся при'воздействии гре-
мучей ртути на медь, представляет собой химически стойкое ве-
щество, способное сохраняться в течение длительного ряда лет без
изменения своих свойств, заключающихся в пониженной чувстви-
тельности к удару и нагреванию, но зато в очень повышенной
чувствительности к трению. Гремучая ртуть, содержащая хотя бы
незначительные количества основного фульмината меди, становится
очень опасной в обращении, и конечно, не может быть использо-
вана для производства.
Гремучая ртуть совершенно не действует на никель. Железо она
разрушает довольно интенсивно. Медленное взаимодействие влаж-
ной гремучей ртути идет с цинком, причем образуется фульминат
цинка — вещество, обладающее взрывчатыми свойствами. Под
действием влаги фульминат цинка постепенно разлагается, теряет
способность взрываться и переходить в гидрат окиси цинка.
Значительно быстрее, чем цинк, гремучая ртуть разрушает алю-
миний, причем опять-таки реакция происходит особенно энер-
гично в присутствии влаги.
Процесс разложения гремучей ртути под влиянием темпера-
туры ускоряется с ее возрастанием. Температуру до 50° гремучая
ртуть выносит без изменения своих свойств. Если подвергнуть ее
более продолжительному, нагреванию при указанной температуре -и
несколько выше, то она начнет постепенно разлагаться, хотя и
очень медленно. Более быстрое разложение гремучей ртути про-
текает при повышении температуры до 95°, причем гремучая
ртуть значительно утрачивает присущие ей в нормальных условиях
взрывчатые свойства. После 75—100 час/ хранения при темпера-
туре 95° гремучая ртуть превращается .в желто-коричневый поро-
шок, трудно поддающийся воспламенению. Некоторые исследова-
тели, как например Гойтзем, указывают на то, что гремучую ртуть
можно разложить без взрыва при осторожном и медленном нагре-
DL Scientific Heritage of Russia
Гремучая ртуть и ее свойства
43
вании до 132° и несколько выше, но при этом значительно уско-
ряется процесс разложения с 'выделением газов.
Гремучая ртуть взрывается от удара, трения и луча огня. Раз-
ложение протекает по следующему уравнению:
Hg(CNO)2 -> Hg + 2СО + N2 + 116 кал,
•т. е. в результате распада гремучей ртути образуются металличе-
ская ртуть, окись углерода, азот и выделяется тепло.
По Г. Касту температура взрыва, вычисленная на основании
приведенного уравнения, достигает 4350°, а объем выделившихся
газов составляет 316 л на 1 кг гремучей ртути. •
По своей мощности гремучая ртуть стоит значительно ниже
бризантных взрывчатых веществ. Этим и объясняется тот факт, что
при взрыве гремучей ртути разрушительное действие ее распро-
страняется на незначительное расстояние, т. е., как говорят, она от-
личается местным действиеим своего взрыва.
Гремучая ртуть по сравнению с некоторыми другими иниции-
рующими взрывчатыми веществами отличается значительно -мень-
шей инициирующей способностью. Объясняется это тем, что
период нарастания скорости взрывчатого разложения у нее значи-
тельно больше, чем у других инициирующих, взрывчатых ве-
ществ—например у азида свинца.
Температура вспышки гремучей ртути лежит в пределах 160—
217°. Разница показаний температуры вспышки зависит от способа
ее определения: так, при медленном нагревании (подъем 5° в ми-
нуту) 0,1 г гремучей ртути в пробирке она вспыхивает обычно при
160—165°. При определении вспышки по методу бросания навески
гремучей ртути в сосуд с постоянной температурой и продолжи-
тельностью действия в 5 сек. вспышка происходит по указаниям
Велера при температуре около 212—217°.
Скорость детонации гремучей ртути лежит в .пределах от 4500
до 5000 м/сек.
Присутствие воды понижает взрывчатые свойства гремучей
ртути и уменьшает чувствительность ее к простому начальному
импульсу. Уже при 5% влаги гремучая ртуть становится менее чув-
ствительной. Дальнейшее увеличение количества влаги приводит
к тому, что в небольших количествах и <в открытом виде гремучая
ртуть может сгореть без взрыва; сырая гремучая ртуть с содержа-
нием влаги до 30% и выше не загорается, но капсюлем-детона-
тором она может быть взорвана.
На уменьшение чувствительности и взрывчатой способности гре-
мучей ртути одинаково действуют масла, жиры, парафин и другие
флегматизаторы.
Сухая гремучая ртуть легко взрывается от незначительного
удара. На копре Велера чувствительность гремучей ртути к удар.?
находится в пределах 55—85 даг при грузе 480 г.
Чувствительность гремучей ртути к трению зависит как от при-
роды материала трущихся поверхностей (металл, дерево и т. д.),
так и от качественной обработки их. При одинаковой чистоте
обработки поверхностей наибольшую чувствительность гремучая
ртуть проявляет при трении железных поверхностей. Далее чувст-
вительность снижается в такой последовательности: при трении
DL Scientific Heritage of Russia’
44
Гремучая ртуть
между поверхностями, из которых одна изготовлена из черного ме-
талла, а другая из цветного; между (поверхностями, изготовлен-
ными из цветных (металлов -или сплавов; между деревянными плос-
костями; между листами гладкого картона и т. д. Но при любых
материалах трущихся поверхностей ни в* коем случае нельзя ос-
лаблять крайней осторожности в повседневной производственной
обстановке.
Чувствительность гремучей ртути увеличивается с увеличением
величины кристаллов. Одновременно с увеличением размерности
кристаллов увеличивается и инициирующая способность гремучей
ртути. На температуру вспышки, а следовательно и на способность
воспламеняться от нагревания величина кристаллов сколько-нибудь
существенного 'влияния не оказывает.
В противоположность некоторым инициирующим взрывчатым
веществам гремучая ртуть обладает способностью njfe прессования
изменять свои взрывчатые свойства и притом в худшую сторону.
Этот недостаток в- значительной степени снижает достоинства гре-
мучей ртути как инициатора, так как в производстве капсюлей ини-
циирующее вещество должно запрессовываться под возможно
большим давлением. С одной стороны, под влиянием большого
давления чувствительность инициирующего взрывчатого вещества
несколько понижается, что делает его более безопасным в обра-
щении, а с другой стороны, уменьшается опасность смещения ини-
циирующего вещества в капсюльной оболочке от инерционных
сдвигов при выстреле. Это гарантирует о г преждевременных раз-
рывов «снарядов в канале ствола орудия.
При давлении выше 400 кг/см2 гремучая ртуть уже начинает
давать при воспламенении отдельные случаи выгорания или непол-
ные взрывы. Количество выгораний и неполных взрывов капсюлей
резко возрастает при увеличении давлений запрессовки гремучей
ртути выше 400 ат.
Учитывая только что указанное свойство гремучей ртути, ко-
торое принято называть способностью «запрессовываться намер-
тво», практика капсюльного производства установила (Крайние
пределы давления при прессовании капсюлей. Капсюли-детонаторы,
действующие от луча огня, прессуются под давлением в пределах
250—400 ат. Капсюли-детонаторы, действующие от накола жалом,
прессуются под давлением 600—750 ат.
Действие гремучей ртути на организм в основном: сходно
с действием- металлической ртути, описанным ранее. Оно -может
выражаться симптомами более или менее типичного отравления,
свойственными металлической ртути.-Пыль гремучей ртути вызы-
вает раздражение слизистых оболочек глаз, носа, гортани
(жжение, чихание, кашель и т. д.). При длительном и системати-
ческом действии на кожу она может вызывать раздражение послед-
ней, проявляющееся в покраснении открытых частей тела, зуда,
сыпи и т. д. В тяжелых случаях заболевание напоминает мокну-
щую экзему.
Восприимчивость к заболеванию неодинакова, — у одних забо-
левания отмечаются с первых же дней работы, а у других только
после длительной работы. Одним 'из основных условий предохра-
нения от заболевания является строжайшее соблюдение условий
DL Scientific Heritage of Russia
Технологический процесс получения гремучей ртути 45
производственной и личной гигиены и большой аккуратности
в работе.
3. Технологический процесс получения гремучей ртути
Процесс получения гремучей ртути помимо подготовительных
работ разбивается на 'следующие основные операции: приготовле-
ние азотнокислого раствора ртути, получение гремучей ртути, про-
мывка и очистка, обезвоживание и сушка. В зависимости от изде-
лия, на снаряжение которого' идет гремучая ртуть, в некоторых
случаях после обезвоживания вводятся дополнительные операции:
флегм-атизация, грануляция и сортировка. Безопасность производ-
ства гремучей ртути прежде всего требует исключительной чи-
стоты в производственных помещениях и на рабочем месте,
а также большого внимания, осмотрительности и осторожности
в работе.
Чистота на производстве должна поддерживаться в процессе
всех операций, начиная с подготовки исходных материалов для
производства гремучей ртути и кончая хранением ее в погребках.
В первую очередь не следует допускать возможности засорения
продукта ’вредными примесями, главным образом нерастворимыми
твердыми веществами неорганического происхождения, которые
могут содержаться в недоброкачественных, некондиционных мате-
риалах и следовательно перейти с ними в гремучую ртуть. По-
этому, не ограничиваясь данными химического анализа поступив-
шего на завод материала, необходимо тщательно проверять и
очищать от загрязнения каждый баллон металлической ртути,
каждую бутыль азотной кислоты и т. д. Эта излишняя на первый
взгляд осторожность будет понятна, если учесть, что сама по себе
очень чувствительная к удару, толчку и трению -гремучая ртуть
становится еще более чувствительной от засорения ее песком, мел-
ким стеклом и т. п. примесями.
Металлическая ртуть, как указывалось ранее, может быть за-
грязнена железной окалиной от баллонов, окисью ртути, металлами
и примесями в процессе ее фабрикации. Для очистки от окалины
и мусора металлическую ртуть достаточно пропустить через плот-
ный полотняный фильтр. От окиси ртути и посторонних метал-
лов, главным образом свинца, металлическая ртуть освобождается
обработкой ее слабым раствором азотной кислоты. Для этой цели
в заводской практике обычно пользуются приборами, которые
в основном состоят из стеклянной трубки диаметром около
15—20 мм и длиной в 1 м, прикрепленной к деревянной планке.
Нижняя часть трубки имеет оттянутый изогнутый конец, к кото-
рому присоединяется небольшой (в 12—15 см) отрезок резиновой
трубки. На нее надет стальной никелированный или деревянный
зажим с регулирующим винтиком, позволяющим изменять ско-
рость истечения, металлической ртути, прошедшей стеклянную
трубку (рис. 11).
•К верхнему концу деревянной рейки прикреплена полка, на ко-
торую ставят стеклянную банку со ртутью, подлежащей очистке.
В нижней своей части, на уровне дна, банка имеет отвод, к кото-
рому также присоединяется отрезок резиновой трубки с зажимом.
зажима можно регулировать скорость истече-
46
Гремучая ртуть
Рис. II. Очисткафтути
от примесей
ния ртути и- раздроблять ее на» мелкие капли, что способствует
лучшему очищению ртути.
Стеклянная трубка непосредственно перед употреблением при-
бора наполняется 5—10%-ным раствором азотной кислоты.
В зависимости от степени загрязнения металлической ртути ее
иногда приходится -очищать 2—3 раза. Очищенная металлическая
'ртуть хранится в стеклянной банке с пробкой
и в таком виде поступает на развеску.
Помня способность металлической ртути ис-
паряться при обыкновенной температуре и зная
ее ядовитые свойства, необходимо стремиться
к тому, чтобы при всех операциях с нею дер-
жать ее как можно меньше в открытом со-
стоянии; не прикасаться к ней голыми, без
тонких резиновых перчаток руками; защищать
дыхательные органы — нос, рот — ватной по-
вязкой или специальным респиратором.
Остающаяся после употребления посуда
промывается 2—5%-ным раствором азотной
кислоты, споласкивается дестиллированной во-
дой и высушивается.
Азотная кислота, предназначаемая для про-
изводства гремучей ртути, должна удовлетво-
рять требованиям, указанным в первом разделе
этой главы «Исходные материалы
ства». Кислота, не удовлетворяющая требованиям ОСТ
держания в ней примесей, бракуется окончательно. Но
диционность ее сказывается только в несоответствии
с нужной крепостью, то она доводится до требуемой
концентрации в 61,5% моногидрата путем добавки
воды или же более крепкой азотной кислоты.
Смешение обычно производится в керамиковых
баллрнах емкостью в 200—300 л с тремя отверстиями
(горловинами) сверху: для заливки кислоты, подачи
воздуха и выхода газов при продувке. В низу баллона
имеется кран для спуска готовой кислоты (рис. 12).
В том случае, если кислота крепче, чем нужно, тре-
буемое количество воды рассчитывается по формуле:
и их свои-
в части со-
е.сли некой-
Рис. 12. Ке-
рамиковый
баллон
где х— количество добавляемой воды, А — концентра-
ция крепкой кислоты (в %), В—количество крепкой кислоты (в кг),
N— требуемая концентрация (в '%).
Количество требуемой добавки крепкой азотной кислоты,
если полученная кислота недостаточной крепости, 'определяется по
формуле
(дг-р.В
(Л— N) ’
где х— количество добавляемой крепкой азотной кислоты (в кг),
А—концентрация крепкой кислоты (в %), N — требуемая концен-
DL Scientific Heritage of Russia
Технологический процесс получения гремучей ртути 47
трация (в %), С — концентрация слабой кислоты (в и В — ко-
личество слабой кислоты (в кг).
После заливки кислоты, доводимой до требуемой концентра-
ции, и добавки воды (или крепкой кислоты) производится переме-
шивание смеси сжатым воздухом в течение 10—15 мин. Во время
перемешивания производится удаление избытка окислов азота.
После перемешивания проба анализируется и, в зависимости
от результатов анализа, полученная кислота или вновь обрабаты-
вается! водой или крепкой кислотой или направляется на произ-
водство.
Установка для смешения должна помещаться или .в отдельном
здании или в отдельном изолированном, имеющем самостоятель-
ный ход наружу, помещении здания мастерской приготовления
гремучей ртути. Помещение внутри должно быть оборудовано
общей приточно-вытяжной вентиляцией и местным отсосом в не-
посредственной близости у источника загрязнения воздуха, т. е.
у смесителя. Приточно-вытяжная система должна проектиро-
ваться с учетом того, что окислы азота тяжелее воздуха и следо-
вательно стремятся осесть вниз. Все подготовительные операции —
заливка основной кислоты, добавка крепкой кислоты, собственно
смешение и слив кислоты—должны производиться при действую-
щей вентиляции.
Загрузка смесителя должна производиться с помощью кисло-
тоупорных насосов или аппаратов, работающих сжатым воздухом.
Из последних для обслуживания мастерской производства грему-
чей ртути наиболее удобны и применимы обыкновенные кислото-
подъем’ники.
Места присоединения к горловинам смесителя трубопроводов
должны быть плотны, надежны и должны предохранять от выде-
ления газов и выбрасывания брызг перемешиваемой кислоты.
В целях предупреждения разбрызгивания выливать азотную
кислоту из стеклянных бутылей вручную надо -медленно и через,
керамиковую с широкими краями воронку. В горловину бутыли
полезно вставлять изогнутую кверху алюминиевую трубку для
ввода воздуха внутрь бутыли.
Очень часто кислота^ поступающая на завод в стеклянных бу-
тылях, содержит примеси неорганических веществ, от которых она
должна быть тщательно очищена. Причиной засорения кислоты
недопустимыми примесями очень часто служат глиняные пробки,
которыми бутыли закупориваются. Иногда в бутыли может попа-
дать и песок, так как при перевозках пробки выпадают и
бутыли остаются открытыми. В первую очередь нужно тре-
бовать от заводов — поставщиков азотной .кислоты—доставки
ее в бочках, а в случае доставки в стеклянных бутылях, снабже-
ния их пробками из дерева или лучше из кислотоупорной пласт-
массы.
Для освобождения кислоты от нерастворимых остатков лучше
всего дать ей отстояться в стеклянных бутылях не менее суток,
после чего перед непосредственным употреблением декантировать
ее с помощью сифона в стеклянные кувшины. Для этой цели на-
гнетание воздуха в бутыли допускается исключительно с помощью
резиновой груши -или специального ручного' кислотного насоса.
DL Scientific Heritage of Russia
।
48
Гремучая ртуть
В качестве одного из способов безопасного перелива кислот
можно рекомендовать сифон, подробно описанный в книге Рой-
зенах. Для хранения азотной кислоты в мернике или в стеклян- ;
ных бутылях должно выделяться совершенно изолированное -поме-
щение с самостоятельным ходом наружу.
Для рабочих, занятых на операциях с кислотами, помимо уста-
новленной спецодежды рекомендуется иметь ® .запасе дежурную
спецодежду: резиновые сапоги, фартуки, перчатки, суконные нару-
кавники, защитные очки и респираторы.
Испытанная, проверенная на крепость и очищенная, т. е.
вполне подготовленная, азотная кислота поступает для пригото-
вления азотнокислого раствора ртути. ।
Этиловый спирт, как и все исходные материалы, первона-
чально анализируется центральной заводской лабораторией, но
после поступления в 1мастер.скую приготовления гремучей ртутей.
еще раз проверяется спиртометром Траллеса на крепость, затем на
цвет и отсутствие нерастворимых примесей. Спирт фильтруется
через полотняную или шелковую сетку и поступает .на развеску.
С точки зрения безопасности производства устраивать храни-
лище для спирта непосредственно в здании приготовления гремучей
ртути не следует. Рекомендуется устраивать отдельное расходное
хранилище из расчета максимальной производительности мастер-
ской. Такое хранилище относится к категории пожароопасных.
По мере надобности спирт из расходного хранилища пере-
дается по трубопроводу в «мерник, предсгавлющий собой железный
клепаный бак, установленный в совершенно изолированном с са-
мостоятельным ходом наружу помещении мастерской ^приготовле-
ния гремучей ртути. Для наблюдения за наполнением мерника
устраивается смотровое стекло.
Подогрев спирта, находящегося в мернике, производится
исключительно паром или водой. Для контроля за температурой
устанавливается термометр. Запорные вентили и спускные краны
у баков и на спиртопроводе должны быть всегда в исправности
и не допускать каплеобразования, а тем более течи. Краны содер-
жатся под пломбой, которая вскрывается и накладывается только
кладовщиком или бригадиром в присутствии мастера.
От резервуара расходного опиртохранилища должен итти тру-
бопровод б мастерскую. Высота его над дном хранилища, как и
высота спускного крана у мерника должна быть такой, чтобы при
спуске спирта на дне оставались осевшие твердые примеси. Если
спиртохранилище не .связано с мастерской трубопроводом, то
отпуск спирта производится в чистые и-з белой жести бидоны под
непосредственным наблюдением мастера.
Красная медь с содержанием Си не менее 99,5%, тщательно
очищенная с поверхности до свойственного ей цвета, промывается
чистым, ректифицированным э.тиловым спиртом, высушивается -и
хранится до развешивания в чистой, сухой стеклянной банке с при-
тертой пробкой.
1 «Новейшие предохранительные приспособления по технике безопасности
и промсанитарии в химической -промышленности», глава V, стр. 84, НКТП, ••
трест «Техника безопасности», 1934 г.
DL Scientific Heritage of Russia — . •
Технологический процесс получения гремучей ртути
49
Соляная кислота, химически чистая, удельного веса 1,20, хра-
нится в стеклянной банке принятого для хранения химически чи-
стых реактивов образца.
а) Приготовление азотнокислого раствора
и навески спирта
Подготовленные, проверенные и очищенные материалы посту-
пают в отделение приготовления азотнокислого раствора ртути,
где производится их дозировка.
Количественное соотношение исходных материалов для приго-
товления «серой» или «белой» гремучей ртути различно. Г. Каст
приводит ряд рецептов, принятых за границей. Так, для получе-
ния серого продукта приводятся следующие данные (табл. 7).
Таблица 7
Наименование материалов Рецептура
I П in IV i v
Металлическая ртуть (в г) . . 500 500 400 500 150
Азотная кислота (в г) .... 4 200 6000 4200 4 500 1500
(rf=l,40) (^=1,36) (d=l,o83) (d=1,383) (tf=1.4)
Этиловый спирт (в см3) .... 5 000 5 500 4 000 (96%) 5000 (96%) 1500 79,5% (вес.)
По данным проф. Солонины для приготовления белой грему-
чей ртути берется: 500 г металлической ртути, 4500 г азотной
кислоты (d= 1,383), 5000 ел3 спирта (92—95%), 5 г соляной ки-
слоты (d=l,115) и 5 г меди.
За последнее время на заводах для получения белой гремучей
ртути более или «менее стабилизировался следующий рецепт: 410 г
металлической ртути, 3600 г азотной кислоты (61% моногидрата),
3600 г ректифицированного этилового спирта (95—96°), 5 г красг
ной меди, 5 см3 соляной кислоты (уд. вес 1,2).
Навеска составных частей рецепта производится следующим
образом. Металлическая ртуть навешивается на аптекарских весах
в фарфоровой или стеклянной тарированной чашечке. Каждая на-
веска в 410 г металлической ртути сливается в отдельную чистую
стеклянную баночку вместимостью примерно на 600—800 г.
Очищенная красная медь навешивается по 5 г на робервалев-
ских весах. Каждая отдельная навеска помещается в нанковую
коробку или стеклянную банку. Количество навесок определяется
'количеством колб заготовляемого азотнокислого раствора ртути.
Азотная кислота иногда отмеривается, но чаще всего навеши-
вается отдельными порциями по 3,6 кг на робервалевских весах
в icf-еклянные кувшины (рис. 13), из которых затем через стеклян-
ную воронку сливается в колбы. Операция развески азотной
кислоты и слива в колбы обычно производится при действии при-
точно-вытяжной вентиляции, обслуживающей это помещение.
4 Зазе. 2182. — Инициирующие взрывчатые (вещества
DL Scientific Heritage of Russia
J
50
Гремучая ртуть
Для создания нормальных здоровых условий труда в указан- •
ном помещении все операции, связанные с отмериванием или с на-
веской кислоты и подготовкой раствора, как правило, должны*
производиться
в вытяжных шкафах лабораторного тица. В зави-
симости от требований производства* вытяжные
шкафы могут устраиваться односторонними или
двухсторонними. Отсос воздуха из шкафов должен
производиться из двух зон: из нижней зоны в про-
тивоположной от рабочего места стене и в верхней
зоне в месте перекрытия шкафа. Отсасываемый
объем воздуха должен определяться с тем расчетом,
чтобы создать в рабочем сечении открытых дверок
шкафа скорость не йенее 0,7 м/сек. Воздуховоды,
подводящие чистый воздух, располагаются в верх-
них точках помещения примерно на высоте от 2
др 2,5 м.
Растворение навески красной меди в 5 см8 со-
производится в стеклянных конических или круглых
Рис. 13. Стеклян-
ный кувшин для
кислоты
ляной кислоты
плоскодонных колбах (рис. 14). В эти колбы последовательно за-
гружаются: навеска красной меди, отмеренная мензуркой соляная
кислота, затем навеска металлической
ртути и азотной кислоты. Плоское дно
колбы способствует скорейшему растворе-
нию ртути, так как последняя, разливаясь
тонким слоем по всему дну, увеличивает
поверхность соприкосновения металла
с азотной кислотой.
Во избежание потерь окислов азота,
необходимых для реакции, и для того, Рис 14 Колбы .
чтобы устранить возможность заражения рения
ими воздуха, загруженную колбу немед-
ленно- прикрывают стеклянной пластинкой размером 10X10 см,
взбалтывают и ставят в вытяжной шкаф.
Растворение металлической- ртути в азотной кислоте идет по
уравнению:
3Hg + 8HNO3— 3Hg(NO3)2 + 4Н2О + 2NO + 28,9 кал,
т. е. в результате взаимодействия азотной? кис-
лоты и металлической ртути образуются азот-
нокислая ртуть, окись азота, вода и выделяется
тепло.
Количество подготовляемых колб опреде-
ляется, потребностью производства. Для подо-
грева колб в вытяжном шкафу устраивается
водяная баня, обогреваемая паром при помощи
змеевика. Сверху водяной бани накладывается
деревянная решетка, на' которую устанавлива-
ются колбы (рис. 15).
Иногда подогрев колб производится в вы-
тяжном шкафу без водяной бани; в этом слу-
чае шкаф обогревается обычной батареей паро-
вого отопления, а для установки колб имеет
деревянные решетчатые полки. Как в том, так
и
Рис.' 15. Водяная баня
в вытяжном шкафу
а—колбы, в—водопровод;
^—спускная труоа; з—зме-
евик; к— ящик; р—-решетка
DL Scientific Heritage of Russia
Технологический процесс получения гремучей ртути
51
и в другом случае вытяжную трубу вентиляционной системы сле-
дует устанавливать внизу у задней стенки шкафа.
Растворение ртути ведется при температуре 40—45° в течение
1,5—2 чао., после чего содержимое колб охлаждается до 30—35°.
Указанная температура поддерживается все последующее время,
вплоть до заливки раствора в реакционные колбы.
Для измерения температуры нагрева ‘непосредственно в одну
из колб вставляется обычный ртутный термометр лабораторного
типа, а другой термометр комнатного типа помещается внутри
шкафа, что облегчает наблюдение за изменением температуры.
Развеска спирта в стеклянные конические колбы (рис. 14) про-
изводится непосредственно перед загрузкой его в реакционные
колбы лишь в том случае, если .в мастерской имеется мерник с по-
догревом или специальный подогреватель. При отсутствии таких
приборов спирт отмеривается или чаще навешивается заблаговре-
менно по 3,6 кг в каждую колбу, затем закрывается стеклянной
пластинкой. и в таком виде устанавливается в вытяжной шкаф
с обогревом .подобный тому, который был описан выше. Подогрев
спирта производится до установленной температуры — обычно до
25—30°.
Количество навесок спирта должно соответствовать количе-
ству отдельных порций азотнокислого раствора ртути. Темпера-
тура контролируется термометром, устанавливаемым в мернике.
При подогреве спирта в вытяжном шкафу термометр вставляется
непосредственно в* одну из колб.и кроме того вешается в самом
шкафух.
б) Осаждение.
Осаждение гремучей ртути производится в специальных шаро-
образных колбах емкостью около 70—80 л (рис. 16); колба имеет
короткое горло диаметром 10—12 см.
Помещение для осаждения в большинстве случаев распола-
гается в средней части здания -и в свою очередь разделяется сте-
ной на две части. В одной из них вдоль стены раз-
мещаются реакционные колбы, а в другой обору-
дуется установка для конденсации выделяющихся
при реакции газов и паров. На некоторых заводах
газообразные и парообразные продукты реакции
вовсе не конденсируются, а отводятся по трубам и
выбрасываются наружу. В этих случаях расплани-
ровка отдельных помещений мастерской конечно
соответственно изменяется.
Колбы устанавливаются на деревянных подстав-
ках (табуретках) (рис. 17, 6). Верхняя часть этих
табуреток по бортам обшивается листовой резиной
по войлоку. Перед загрузкой табуретки вместе
с покоящимися на них колбами отодвигаются, колбы приводятся
в слегка наклонное положение, горловинами в обратную сторону
Рис. 16. Колба
для реакции
1 На отдельных заводах установлен объемный способ дозировок метал-
лической ртути и спирта, более целесообразный с точки зрения технологии
и с точки зрения охраны труда (прим. ред.).
4*
DL Scientific Heritage of Russia
52
Гремучая ртуть
выложен-
от стены. В установленные таким образом колбы в первую очередь
заливается спирт, после чего при посредстве технического термо-,
метра (рис. 18) проверяется температура -спирта; она должна быть
в пределах 25—30°.
Вслед за этим к спирту добавляется раствор азотнокислой
ртути, предварительно взболтанный вращательным движением
колбы, в которой он приготовляется.
Реакционные колбы немедленно приводятся в первоначальное
положение и табуретки располагаются таким образом, чтобы гор-
ловины колб подходили под вытяжные керамиковые трубы.
На некоторых заводах реакционные ‘колбы устанавливаются не
на деревянных табуретках, а на постоянный фундамент,
ный из кирпича и облицованный метлахской плиткой или
кафелем. В Ьтих случаях горловины колб соединяются
с отверстиями вытяжных труб керамиковыми патрубками
с надетыми на их концы резиновыми обтюрирующими
кольцами (рис. 17, а).
Для наблюдения за ходом температуры реакции
в одну или несколько колб вставляется термометр, пока-
зания которого через каждые 5—10 мин. заносятся в осо-
бый журнал.
Взаимодействие между спиртом и раствором насту-
пает непосредственно после заливки их в колбы. Реакция
при нормальных условиях, т. е. когда точность дозировки
вентилятор
Рис. 17. Подставки для колб
Рис. 18.
Термометр
исходных продуктов и температурный режим в точности со-
блюдены, продолжается около 1,5 часа и может быть по своему ха-
рактеру разбита на три следующих периода.
В первом периоде внешние признаки протекающей реакции от-
сутствуют: термометр отмечает повышение температуры с 25—30°
до 40—45° со средней скоростью в 1,5° в минуту.
Наступление второго периода реакции отмечается уже следую-
щими внешними признаками: жидкость обесцвечивается, поверх-
ность ее ‘приобретает как бы маслянистый вид и приходит в лег-
кое, едва заметное движение. Дальнейшее развитие периода харак-
теризуется выделением пузырьков, поднимающихся со дна колбы;
над поверхностью образуется туман. Жидкость закипает с энер-
гичным массовым выделением белых паров азотисто-этилового
эфира, альдегида, уксусной кислоты и т. д. и образованием кри-
сталлов гремучей ртути. К концу второго периода, сопровождаю-
щегося непрерывным быстрым ростом температуры, последняя до-
ходит до 80—82°. ' - . :
DL Scientific Heritage of Russia ’
Технологический процесс получения гремучей ртути
53
Третий .период сопровождается .выделением бурых паров окис-
лов азота: температура сначала незначительно (0,5—1°) повы-
шается, после чего начинает постепенно снижаться. Реакция осла-
бевает и при 64—65° «затухает».
Образовавшаяся гремучая ртуть в большей своей массе
к этому времени оседает «на дно колбы, часть же в виде пены пла-
вает на поверхности маточного раствора.
Заливка -спирта и азотнокислого раствора в реакционную
колбу должна производиться в указанной выше последовательно-
сти, в противном случае происходит быстрое разогревание раст-
вора, сопровождающееся иногда выбрасыванием его из колбы, что
м-ожет повлечь за собой ожоги работающих.
В практике производства на отдельных заводах иногда
бывают случаи, когда по невнимательности работающих в реак-
ционные колбы заливается двойная порция спирта с одной пор-
цией азотнокислого раствора, или наоборот, — двойная порция
азотнокислого раствора с одной порцией спирта. Первый случай не
заключает в себе каких-либо опасных элементов, так как если ре-
акция и идет, то крайне медленно, и при этом происходит только
потеря загруженного продукта.
Второй случай влечет за собой чрезвычайно бурную, уско-
ренно развивающуюся реакцию, при которой возможно не только
выбрасывание содержимого колбы наружу, но и разрыв послед-
ней, сопряженный с возможностью ожога работающих раствором.
Поэтому при первых признаках начавшейся ненормальной бурной
реакции содержимое колбы необходимо немедленно слить в кадку
с водой или разбавить водой.
В практике наблюдаются также случаи, когда наивысшая
точка подъема температуры или не достигает нормальной (80—82°)
или превышает ее. Такие отклонения свидетельствуют в первом
случае о том, что взятая азотная кислота была с содержанием
•моногидрата меньше 61%, а во втором случае о том, что спирт
был ниже установленной крепости или его взято было мень-
шее количество, чем требовалось по рецепту. Указанные слу-
чаи могут также свидетельствовать об отклонениях от темпера-
турного режима подогретых исходных растворов. Во всех при-
веденных случаях качество получаемого продукта сильно сни-
жается.
Если реакция образования гремучей ртути протекала с пони-
женным против нормы количеством азотной кислоты или с количе-
ством, взятым по норме, но кислота была слабая по концентрации,
то продукт образуется с повышенным содержанием свободной ме-
таллической ртути. В тех случаях, когда реакция протекает с не-
достаточным количеством спирта, гремучая ртуть содержит много
щавелевой кислоты.
Процесс образования гремучей ртути очень сложен ввиду боль-
шого количества одновременно, протекающих реакций. На основа-
нии исследований Виланда х-имизм образования гремучей ртути
можно представить в следующем виде:
1. Сначала этиловый спирт окисляется в ацетальдегид:
СН3 • СНоОН + 0->СН3 • СОН + Н,О.
DL Scientific Heritage of Russia
54
Гремучая ртуть
2. Под действием азотистой кислоты образовавшийся ацеталь-
дегид превращается в изонитрозоацетальдегид:
CHS • СОН + HNO2->CHNOHQOH + Н2О.
3. Изонитрозоацетальдегид окисляется в изонитрозоуксусную
кислоту:
CHNOHCOH 4-O-+CHN0HC00H.
4. Изонитрозоуксусная кислота нитруется двуокисью азота
в нитроизонитрозоуксусную кислоту:
CHNOHCOOH ^‘CNO2NOHCOOH + H2O.
5. Нитроизонитрсзоуксусная кислота распадается на углекис-
лоту и метилнитроло'вую кислоту:
cno2nohcooh -> со2+chno2noh.
/ 6. Метилнитроловая кислота распадается на гремучую и азоти-
стую кислоты:
CHNO2NOH->CNOH + HNO2.
7. Гремучая кислота реагирует с- азотнокислой ртутью с обра-
зованием гремучей ртути и азотной кислоты:
2CNOH + Hg(NO8)2->Hg(CNO)2 + 2HNO8.
Кроме только что описанного процесса существуют и другие
способы осаждения, но поскольку они на заводах в настоящее
время практически не применяются и вообще не представляют
большого интереса, то останавливаться на них подробно не будем.
При. подъеме (после остывания реакционных колб с готовым
продуктом, с табуреток необходимо последние сначала отодвинуть
от стены на расстояние, равное их габариту, после чего снимать
колбу и осторожно переносить ее к станку для слива. Эта пред-
осторожность необходима, для того чтобы предотвратить возмож-
ность удара колбы о нижний срез колена вытяжной трубы или
возможность падения ее на пол. Сильный удар осколком разбив-
шейся колбы по гремучей ртути, несмотря на то что она находится
во влажном состоянии, может вызвать взрыв: ✓
Если по неосторожности работающего колба с гремучей ртутью
упадет на пол и разобьется, то гремучую ртуть следует немедленно
собрать сырой губкой в специальную фарфоровую чашку с водой
для сметок.
При внезапной остановке вентилятора, во время хода реакции,
а также при прорыве газов в отводящих трубах или конденсацион-
ной системе работающие должны немедленно надеть противогазы
и только тогда под непосредственным руководством мастера при-
нимать соответствующие меры к ликвидации аварии.
С образованием гремучей ртути, имеющей, пока она находится
в маточном растворе, пониженные взрывчатые свойства, на первый^
DL Scientific Heritage «f Russia 47 ' , ’ 4
Технологический процесс получения гремучей ртути
55
план выступают вопросы безопасного с ней обращения, вопросы
технической безопасности в целом. С этой точки зрения основной
задачей является сохранение чистоты продукта и в первую очередь
предохранение его от засорения случайными примесями, увеличи-
вающими чувствительность гремучей ртути. Поэтому помимо
обеспечения чистоты спирта и азотнокислого раствора ртути необ-
ходимо следить за тем, чтобы слив их производился умело и осто-
рожно, без ударов, так как .при этом отбитые от края колбы мел-
кие острые кусочки стекла могут попасть в колбу, а в дальнейшем
смешаться с образовавшейся гремучей ртутью. В предупреждение
возможности таких случаев полезно при сливе спирта и азотно-кис-
лого раствора на нижний край горловины .реакционной колбы на-
кладывать полоску листовой резины.
Само собою разумеется, что перед загрузкой должна быть про-
верена чистота реакционных колб. Чтобы предупредить засорение
их пылью, до загрузки колбы следует держать
перевернутыми горловинами вниз.
По охлаждении реакционных колб, при-
гремучая ртуть вместе
плот-
фильтр, натянутый на де-
Вода
Рис. 19. Промывка
колб
в кадку /проходит маточ-
незначительное количество
мерно до 60—65°, гремучая ртуть
с маточным раствором сливается на
ный полотняный
ревянную кадку. На фильтре остается гре-
мучая ртуть, а
ный раствор и
мелких кристаллов продукта, прошедших через
фильтр. Сюда же поступает и вода, которой
промывают колбы для полного удаления из них
оставшейся на стенках гремучей ртути. При-
способления для разгрузки реакционных колб
устраиваются по-разному, но в основном со-
стоят из стола, укрепленного на кронштейнах
к стене. Стол имеет круглую вырезку (гнездо),
в которую и устанавливаются колбы (рис. 19).
Тут ж:е рядом, на стене, укрепляется бак для •
воды, кран которого соединен с резиновым
шлангом. Последний вставляется в ^горловину
колбы, и вода, вытекающая из бака сильной
струей, промывает колбу.
Иногда содержимое колб сливают указан-
ным способом не на фильтр, укрепленный над кадкой, а непосред-
ственно в кадку или в какую-либо другую посуду в зависимости от
способа промывки гремучей ртути.
Маточный раствор самотеком поступает в отстойные ловушки,
а гремучую ртуть подвергают предварительной промывке холодной
водой для удаления кислоты и прочих жидких и растворимых
в воде примесей. При этом частично удаляется и щавелевая кис-
лота, которая в большей или меньшей степени, но почти всегда
загрязняет гремучую ртуть.
Помещение, в котором находятся реакционные колбы, поддер-
живается в постоянной чистоте. После каждой операции пригото-
вления гремучей ртути и ее слива полы промываются водой и про-
тираются тряпкой. Равным образом протираются сырой тряпкой и
DL Scientific Heritage of Russia
56
Гремучая ртуть
колбы -с наружной стороны. Всю посуду, бывшую в употреблении
и соприкасавшуюся с гремучей ртутью, моют. Очищают и моют и
фильтр, сливной станок и т. д.
в) П р о LM ы в к а
Окончательная промывка гремучей ртути производится в от-
дельном помещении мастерской. Из всех известных способов про-
мывки наибольшее распространение имеет следующий.
Гремучую ртуть перекладывают из большой фарфоровой
чашки в -стеклянные воронки а, показанные на рисунке (рис. 20).
На дно воронки укладывается разъемный деревянный круг б с сет-
кой в из шелковой ткани. •
Емкость воронки около 5 кг сырой гремучей ртути. Число за-
гружаемых воронок за-йисит от количества промываемого продукта.
Воронки по мере готовности, устанавливаются в специальный дере-
вянный станок (рис. >20) и заливаются дестиллированной водой' ао-
Рис. 20. Промывка гремучей ртути
Рис. 21. Ускоренный спо-
соб промывки гремучей
ртути
верх гремучей ртути, после чего в них опрокидываются предвари-
тельно наполненные дестиллированной водой стеклянные кониче-
ские колбы г. Расположение колб видно из приводимых рисунков
и особых пояснений не требует.
„ Вода, поступающая -из мерника, медленно проходит через слой
гремучей ртути, в -связи с чем уровень воды в колбе г постепенно
снижается и в нее периодически, толчками, начинает поступать воз-
дух. Под влиянием этих толчков гремучая ртуть в своих верхних
слоях взмучивается. Вода, прошедшая через воронки, стекает по
жолобу и попадает в уловители той или иной системы, где остаются
увлеченные ею мелкие кристаллы гремучей ртути и других ртутных
солей. Промывка по указанному способу требует от 3 до 4 час.
Вместо колб для промывки можно пользоваться «и подачей воды из
мерника по трубкам.
Более ускоренная промывка с одинаково хорошими результа-
тами в смысле чистоты получаемого продукта производится в -стек-
лянных цилиндрических сосудах А, нижняя часть которых имеет
конусообразную форму с усеченной вершиной. На эту часть сосуда
надета сетка Б из плотной шелковой ткани № 150. Сосуд, как эдо
видно на рисунке (рис. 21), соединен с водопроводной трубой. Вода.
DL Scientific Heritage of Russia x
Технологический процесс получения гремучей ртути
57
поступая снизу, проходит через слой загруженной в сосуд грему-
чей ртути^ взмучивает его, .промывает гремучую ртуть и стекает
через край стеклянного сосуда в деревянный, не пропускающий
воду ящик В. Из ящика ‘через отверстие Г вода стекает в отстой-
ники или ловушки, в которых оставляет увлеченные ею частицы
гремучей ртути. Загрузка промывается в течение 50—70 мин.
Промытая тем или иным способом гремучая ртуть -в большой
фарфоровой чашке, под слоем воды, пропускается через сетку из
шелковой' ткани. Эта операция производится для улавливания и
удаления из гремучей ртути всех случайно попавших в нее во время
промывки и осаждения твердых частиц — кусочков стекла, дерева
и т. д.
Существует ряд других способов промывки гремучей ртути,
например промывка вручную водой в больших фарфоровых чашах
емкостью до 15—20 л, промывка водой из-под душа и др., но все
они в современном производстве не применяются ввиду их опас-
ности.
Практикующаяся на некоторых заводах (большей частью за-
граничных) дополнительная обработка промытой водой гремучей
ртути чистым этиловым спиртом в условиях хорошо освоенного и
в точности проводимого технологического процесса, в результате
которого получается вполне доброкачественный и стойкий продукт,,
не является обязательной.
• Основной мерой безопасности операции промывки является аб-
солютная 'чистота помещения, достаточная освещенность его рас-
сеянным светом, безукоризненная чистота пснсуды и фильтров до и
после их употребления, поддержание полов во все время работы
во влажном состоянии.
Для сохранения постоянной влажности пола можно рекомендо-
вать устройство оросительных труб, прокладываемых по стенам
помещения.
Промывка гремучей ртути должна производиться до совершенно
нейтральной реакции, так как от этого в дальнейшем будет зави-
сеть ее стойкость.
Общее количество гремучей ртути, окончательно промытой на
фильтрах и подлежащей промывке, не должно превышать смен-
ной- выработки. По окончании работы смены промытая грему-
чая ртуть в стеклянных банках, залитая водой и прикрытая
резиновыми крышками, сдается в особый погребок для хранения..
При перекладке гремучей ртути из фарфоровой чаши в стеклянные
банки особое внимание должно быть обращено на то, чтобы как
на внутренней стенке банки, так и на наружной не оставались не-
смытыми частицы гремучей ртути, так как высохшая гремучая
ртуть -может послужить источником взрыва. С этой же целью в
исключительной чистоте и постоянной влажности должно под-
держиваться рабочее место. По неосторожности оброненная на пол
или на стол гремучая ртуть немедленно должна быть собрана с
помощью чистой сырой ветоши или губки в специальную посуду
для сметок; загрязненное место промывается водой и протирается
тряпкой.
Весьма существенным является вопрос о максимальной очистке:
промывных вод перед спуском их в канализацию.
DL Scientific Heritage of Russia
58
Гремучая ртуть
7, мвв вам и амв л »
Рис. 22. Ловушка
Практиковавшаяся до недавнего времени -система- Спуска маточ-
ного раствора и промывных вод в колодцы, которые устраивались
в непосредственной близости от зданий мастерских, а иногда и
под ними, была абсолютно неправильной. В этих колодцах грему-
чая ртуть отстаивалась, осаждалась на дно и периодически разла-
галась -заливаемой в них технической соляной, кислотой.
Чистка*' таких колодцев от накопившихся в них остатков
производилась черев довольно продолжительные сроки и была
сопряжена с очень большой опасностью. Опасность заключалась в
том, что очищаемая масса, как показывает практика, всегда содер-
жала в себе большее или меньшее количество неразложившейся
гремучей ртути.
В книге П. Ф. Бубнова «Инициирующие взрывчатые вещества»
приводятся данные -о взрывчатости массы, взятой из отстойных ко-
лодцев. По этим данным • 20 кг
такой массы, содержавшей по ана-
лизам до 85% фульмината с тем-
пературой всйышки 166—170°, да-
вали при подрыве капсюлем-дето-
натором № 8 воронку глубиной 1 м
и шириной 2,0 — 2,5 м. В ко-
лодцах, очистка которых произво-
дилась очень редко, такой массы
накапливалось до нескольких тонн, и поэтому легко представить
себе, насколько недопустимым было существование таких колод-
цев на территории завода. В литературе имеются указания на слу-
чаи взрывов таких колодцев, сопровождавшихся повреждением
производственных зданий. Теперь устройство сливных колодцев
категорически воспрещается.
• Более безопасный, но недостаточно совершенный способ
улавливания гремучей ртути z заключается в том, что промывные
и маточные воды стекают не в колодцы, а в специальные отстойные
ступенчатые железные ящики — так называемые ловушки (рис. 22).
Железо действует восстанавливающим образом на суспензиро-
ванную гремучую ртуть, превращая последнюю в металлическую
ртуть. В целях интенсификации процесса восстановления гремучей
ртути в ловушки периодически загружаются железные или цинко-
вые стружки. Практика показывает сравнительную надежность
такого метода очистки маточных и промывных вод перед спуском
последних в канализацию. Отрицательным моментом этого способа
является быстрое разрушение железных ловушек, в силу чего их
приходится часто заменять новыми.
г) Хранение сырой гремучей ртути
Хранение сырой гремучей ртути допускается только в специ-
ально построенном для этой цели погребке, окруженном валом,
в котором категорически воспрещается производить какие-либо ра-
боты, не связанные непосредственно с хранением продукта (напри-
мер перекладывать продукт из банки в банку, менять в них воду
и т. д.). Погребок отапливается исключительно водяным отоплением.
Для контроля температуры, которая должна поддерживаться
в пределах 15—20°, вешается термометр на одной из свободных
DL Scientific Heritage of Russia
Технологический процесс получения гремучей ртути
59
стен, т. е. таких, к которым непосредственно не примыкают столы
с хранящейся на них гремучей ртутью.
Необходимо все помещение погребка поддерживать в исклю-
чительной .чистоте: пол покрывается линолеумом или листовой
резиной и протирается сырой, тряпкой каждый раз после входа
в погребок. Неисправность в линолеуме (задирины, трещины), а тем
более дыры и отрывы совершенно недопустимы.
Инвентарь погребка и тамбура при нем должен быть строго
ограничен предметами специального назначения: столы для хране-
ния сырой гремучей ртути, пайковое или «оцинкованое ведро с рези-
новым поддоном, наполненное чистой водой, и т. п.
Поверхность стола покрывается ровным плотным войлоком, ко-
торый в свою очередь обтягивается черной доброкачественной и
вполне исправной клеенкой.
Вход в погребок обслуживающим работникам разрешается
только в резиновых галошах или туфлях.
Хранящаяся в погребке сырая гремучая .ртуть периодически
проверяется на кислотность при помощи синей лакмусовой бумаги.
Замерзшая по. каким-либо непредвиденным причинам гремучая
ртуть предварительно отогревается при нормальных условиях хра-
нения, причем до полного ее отогрева ка-
тегорически воспрещается производить
с нею какие бы то ни было операции, так
как в этом состоянии она чрезвычайно чув-
ствительна к механическим воздействиям:
под влиянием толчка, удара или трения
может дать взрыв.
д) Обезвоживание
По мере надобности сырой продукт
поступает в мастерскую сушки гремучей
ртути. Операция обезвоживания произво-
дится в отдельном помещении мастерской
сушки гремучей ртути и заключается в от-
сосе на нутч-фильтре избытка влаги.
Сырая гремучая ртуть, содержащая до
33% влаги, выкладывается из банки на
шелковое сито, помещенное в фарфоро-
вую чашку с водой, и пропускается через
ГремучаяртутЬ
него для удаления Случайно попавших ме-
ханических примесей. Промытое таким образом содержимое 3—4
банок перекладывается на плотное фильтровальное полотно и
вместе с ним переносится на нутч-фильтр.
Нутч-фильтр представляет собой сосуд а с деревянной или ме-
таллической решеткой, б (рис. 23). Сосуд имеет отверстие в, через ко-
торое вводится и закрепляется трубопровод вакуум-насоса. В нижней
части сосуда имеется кран для спуска отсосанных вод (фильтрата).
Наиболее желательно и целесообразно применять нутч-фильтры
из специальной пластической массы или фарфора.
Влажная гремучая ртуть распределяете^ равномерным по тол-
щине слоем по всей поверхности решетки фильтра, после чего пу-
скается «вакуум-насос.
ЦЕ Scientific Heritage of Russia
60
Гремучая ртуть
Удаление избытка влаги производится при разрежении до 40 см
ртутного столба и продолжается около 20—30 минут. Этого времени
вполне достаточно для того, чтобы получить гремучую ртуть с со-
держанием влаги 8—10%.
Во время обезвоживания гремучей ртути, так же как и при
всех других операциях, необходимо соблюдать определенные мары
предосторожности.
Работа допускается только на исправном нутч-фильтре, и по-
этому перед началом работы необходимо проверить исправность
его и вакуум-линии.
Опорожненная банка из-под сырой гремучей ртути тут же над
нутч-фильтром споласкивается водой для удаления из нее мельчай-
ших -остатков гремучей ртути. Равным образом ополаскивается во-
дой и осторожно очищается сырой губкой сам нутч-фильтр и его
края до полного удаления самых ничтожных остатков гремучей
ртути.
Единовременная максимальная загрузка нутч-фильтра не должна
превышать норм, установленных заводом и утвержденных техниче-
ской инспекцией соответствующего профсоюза. Во время работы
необходимо строго соблюдать чистоту на рабочем месте; если слу-
чайно гремучая ртуть попадет на -стол нутч-фильтра или на пол, то
ее надо немедленно собрать влажной губкой и затем замочить
в фарфоровой чашке.
Фильтрат из нутч-фильтра собирается в стеклянные бутыли (или
ведро) и далее сливается в отстойник-ловушку для маточных и
промывных вод.
Собранная из фильтрата гремучая ртуть с соблюдением всех
мер предосторожности, указанных в мерах безопасности по преды-
дущей операции, отправляется или на подрыв или для утилизации.
В кабине фильтрации держать запас гремучей ртути сверх того, что
находится на фильтре, не следует, так как это будет увеличивать
силу разрушительного действия случайного взрыва продукта на
нутч-фильтре.
Остатки неиспользованной к моменту окончания работы обез-
воженной гремучей ртути осторожно складывают в банку с водой
и сдают обратно в погребок.
Сравнительно еще недавно, несколько лет тому назад, «от-
жимка» — теперешняя операция обезвоживания — производилась
на ручных прессах. Сырая гремучая ртуть выкладывалась из банок
в фарфоровую чашку, вода декантировалась, после чего гремучая
ртуть переносилась на плотный полотняный фильтр при помощи
рогового совка. Края фильтра тщательно заворачивались с тем,
чтобы при отжимке гремучая ртуть не могла выдавиться из полот-
нища. В таком виде «пакет» клался под пресс. На нижнюю пло-
щадку пресса перед этим укладывалась деревянная колодка с неглу-
бокими каналами для стока отжимаемой воды. Вода задерживалась
бортами нижней плиты пресса и через слегка наклоненный носок
стекала в подставленную стеклянную посуду. Для улавливания мел-
ких кристаллов гремучей ртути, проходящих через полотно вместе
с водой, на верхний край посуды накладывалась шелковая сетка.
Ввиду большой опасности такого способа обезвоживания удале-
ние излишней влаги на всех заводах стали производить с помощью
DL Scientific Heritage of Russia
Технологический процесс получения гремучей ртути
61
нутч-фильтра. Эта операция не требует присутствия людей во -время
работы вакуум-насоса, <в чем и заключается ее основное .преимуще-
ство.
В зависимости от назначения, гремучая ртуть с 1нутч-филътра
поступает или непосредственно на сушку или на предварительные
операции — флегматизацию и грануляцию.
е) Сушка
Сушка гремучей ртути в настоящее время производится в су-
шильных вакуум-аппаратах Пассбурга. Этот способ как более без-
опасный по сравнению с камерной сушкой, а тем более с сушкой на
водяной бане, должен быть внедрен там, где сохранились еще старые
способы сушки.
Основные недостатки камерной сушки и сушки на водяной бане
с точки зрения технической безопасности заключаются в следую-
щем. При камерной сушке гремучая ртуть сохнет очень медленно.
Необходимость ускорить выход сухого продукта на практике
приводит к -нарушению правил безопасности
за счет увеличения загрузки сушилок сверх
установленных для них технически допусти-
мых безопасных норм.
Массовое скопление гремучей ртути за-
трудняет содержание стеллажей и всего про-
изводственного помещения в требуемой без-
укоризненной чистоте. Длительность сушки,
достигающая 24 час. и более, приводит
к тому, что при некруглосуточной работе
мастерских сушилки остаются без достаточ-
Рис. 24. Вакуум-сушиль-
ный аппарат Пассбурга
ного надзора.
При сушке на водяной бане {ванне) гре-
мучая ртуть, находящаяся на клеенке, подве-
шенной за концы при помощи шпагатов, пе-
риодически перемещается. Нарушение покоя сохнущего, особенно
чувствительного к трению продукта, а тем более при повышен-
ной температуре, ставит процесс под угрозу неожиданного, более
возможного, чем при других условиях, взрыва гремучей ртути.
Вакуум-аппарат Пассбурга отвечает -основным требованиям сов-
ременного производства. Наряду с большой .производительностью
он при условии правильного обслуживания и соблюдения устано-
вленного температурного режима в значительной мере обеспечивает
безопасность производства. Правильно рассчитанный и изготовлен-
ный из доброкачественного, без пороков, материала вакуум-аппарат
Пассбурга предохраняет от серьезных последствий возможного
взрыва, так как установлено, что при взрыве загрузки при вакуум-
разрежении гремучая ртуть детонирует неполностью, часть загрузки
выгорает без детонации.
Общий вид вакуум-су шильного аппарата Пассбурга изображен
на рис. 24. В основном он состоит из горизонтально поставлен-
ного клепаного цилиндра и двух крышек—передней и задней.
Корпус цилиндра и крышки аппарата рассчитаны на действие
определенного количества гремучей ртути на случай ее взрыва.
DL Scientific Heritage of Russia
62
Гремучая ртуть
Передняя крышка, служащая для загрузки и разгрузки аппарата,
подвешена к одной из сторон -корпуса на массивных петлях*
К лицевой плоскости среза корпуса он«а прижимается с помощъку
четырех скоб и болтов с ручками. По всей окружности- передней
крышки, по месту соприкосновения с корпусом, вделано резиновое
кольцо-прокладка, при помощи которого достигается полная
обтюрация крышки -с корпусом. Задняя крышка снабжена таким же
кольцом и прижимается к корпусу четырьмя болтами с сильными
спиральными пружинами.
Крышка эта имеет обычно 8 круглых отверстий, й которым
наглухо приклепаны короткие, изогнутые кверху патрубки. После-
дние, как это видно на рисунке, прикрываются сверху массивными
крышками с резиновыми прокладками в мвиде колец. Наверху
аппарата также имеется два выхлопных отверстия с приклепанными
к ним короткими прямыми! патрубками, прикрытыми крышками
с прокладками.
Все эти отверстия, как в задней крышке, так и в корпусе,
предназначаются для выхода газообразных продуктов при случай-
ном взрывчатом разложении гремучей ртути.
Внутри аппарата одна над другой расположены три полые
внутри полки, которые соединяются с трубопроводами паровой и
водяной систем.
Аппарат снабжен всеми необходимыми контрольно-измеритель-
ными приборами: термометром для измерения температуры, мано-
метром для измерения давления греющего пара, вакуумметром для
измерения степени разрежения в аппарате.
К корпусу аппарата, в верхней его части, присоединяются
трубопроводы, по которым воздух отсасывается или впускается
в аппарат. Устройство аппарата обеспечивает управление им )из
смежного помещения. Обычно все управление аппаратом сосредо-
точивается в машинном отделении.
Отсасываемый из аппаратов воздух предварительно проходит
через колонку-конденсатор, охлаждаемую водой. В этой колонке
конденсируются пары воды, выделяющиеся из высушиваемой гре-
мучей ртути. , • ~
Технологический процесс сушки гремучей ртути ведется в сле-
дующем порядке: в отдельном помещении мастерской, на столе,
гремучая ртуть раскладывается на металлические никелированные
(или папковые) подносы, покрытые клеенкой1 или чистой белой
глянцевой бумагой. Перед началом этой операции в вакуум-аппарат
при открытой крышке пускается -пар до тех пор, пока плиты не
прогреются до 80—85°.
Заполняемые гремучей ртутью подносы, на которых предва-
рительно с помощью резиновой гребенки продукт равномерно рас-
пределяется по всей площаДи, по одному устанавливаются на плиты
шкафа. По заполнении плит передняя крышка вакуум-аппарата
закрывается при помощи болтов, и рабочий выходит из помещения,
прикрывая за собой железную, дверь, ведущую из помещение
аппарата в коридор мастерской.
1 Применение для этой цели клеенки нужно считать все же нежелатель-
ным, так как под влиянием температуры сушки после 2—3 операций клеенка
ломкой и может образовать трещины, задирины и т. д
Технологический процесс получения гремучей ртути
63
Затем пускается вакуум-насос и разрежение -доводится до 60—
70 см ртутного столба. При образовании вакуума в аппарате перед-
няя крышка освобождается от болтов. Сушка ведется при непре-
рывной работе вакуум-насоса и конденсационной колонки при тем-
пературе внутри вакуум-аппарата 40—45°.
По истечении определенного, установленного заводской ин-
струкцией времени (50—60 мин.) вакуум-насос выключается, до-
ступ пара, если он не был выключен до этого, прекращается и
вместо него в плиты аппарата пускается холодная вода.
По охлаждении плит до нормальной температуры в аппарат по-
степенно впускается воздух. Когда установится нормальное давле-
ние, крышку аппарата открывают и приступают к выгрузке сухой
гремучей ртути. Подносы выносятся по одному в специальную
кабину для ссыпки, где гремучая ртуть без резких сотрясений, под
влиянием собственного веса, ссыпается в пайковые коробочки.
Последние по мере наполнения выносятся в специальную кабину
для временного хранения гремучей ртути впредь до выноса в рас-
ходный погребок. На этом описанный процесс заканчивается.
Как уже было сказано выше, сушка гремучей ртути в аппарате.
Пассбурга может считаться вполне безопасной только при условии
правильного ухода за ним и соблюдения температурного режима.
Остановимся теперь более подробно на специальных мерах
безопасности.
Максимальная температура воздушного пространства аппарата
в непосредственной близости от поверхности разложенной на под-
носах гремучей ртути не должна превышать 45°. Температура кон-
тролируется термометром, установленным в корпусе аппарата.
Непосредственная температура плит, обогреваемых паром, допу-
скается до 85°. При этом нужно иметь в виду, что не всегда все
3—4 плиты прогреваются равномерно, а поэтому рекомендуется
периодически контролировать температуру нагрева термометром,
установленным на -максимально прогревающейся плите.
Давление пара, пускаемого для обогревания плит, обычно не
должно .превышать 1,5—2 ат.
Вес одновременной загрузки аппарата гремучей ртутью, как
правило, устанавливается не более 3,6 кг.
При пользовании вакуум-аппаратом Пассбурга обслуживающая
его насосная установка располагается в самостоятельной, отдельной
комнате, имеющей свой отдельный выход в коридор мастерской. '
Полые плиты сушильного аппарата покрываются доброкачест-
венным листовым асбестом, а сверху клеенкой, для того чтобы слу-
чайно просыпавшаяся гремучая ртуть не могла попасть непосред-
ственно на плиты аппарата. Клеенка должна быть вполне добро-
качественной, без трещин, задирин и т. д., чтобы предупредить
накопление пыли гремучей ртути.
Загружаемая в аппарат гремучая ртуть подносится и устанавли-
вается на плиты с соблюдением основных мер предосторожности.
К числу их относится запрещение переносить одновременно нес-
колько (два и более) подносов, установленных один над другим,
причем сохраняется определенный порядок загрузки, а именно
сперва загружается подносами верхняя т^ли^а аппарата, затем сред-
няя и в последнюю очередь нижняя. Перед пуском насоса все мае-
DL Scientific Heritage of Russia
64
Гре му чая ртут
ленки заполняются маслом, в конденсатор пускается вода, прове-
ряется включение реостата и т. д. При включении мотора пусковой
реостат вводится постепенно в указанном стрелкой направлении:
при остановке выключается также постепенно в обратную сторону
до отказа.
Вход в помещение вакуум-аппарата во время сушки гремучей
ртути не допускается. Наблюдение за показаниями контрольно-
измерительных приборов, находящихся непосредственно на аппара-
те, производится через «глазок» железной двери, отделяющей поме-
щение аппарата от коридора мастерской.
€ момента разгрузки аппарата внимание и осторожность дол-
жны быть еще более усилены, так как с этого момента приходится
иметь дело) «с сухой гремучей ртутью, чувствительность которой
к толчкам, ударам и трению во много раз увеличивается. Высушен-
ная гремучая ртуть с еще большими предосторожностями, без
суеты, спокойными уверенными, и неторопливыми движениями на
подносах вынимается из аппарата (по одному подносу) и тотчас
же переносится в специальную кабинку для ссыпки. При выгрузке,
так же как и при загрузке, соблюдается определенный порядок,
причем в первую очередь снимаются подносы с нижней полки
аппарата, затем с средней и наконец с верхней.
Вынимаемый поднос необходимо приподнимать над полкой,
чтобы избежать трения его об асбест, положенный на полки аппа-
рата. Очередной поднос вносится в кабинку для ссыпки только
после того, как предыдущий ссыпан и гремучая ртуть вынесена
в кабинку для хранения.
Каждый освобождающийся лоток, клеенка или бумага с него
немедленно протираются чистой, сырой ветошью или влажной губ-
кой. Очередная папковая коробочка, предварительно проверенная
на чистоту и исправность, после ссыпки в нее содержимого подноса
по борту обтирается чистой, влажной тряпочкой от приставшей
пыли гремучей ртути и прикрывается свободно надеваемой папко-
вой или резиновой крышкой.
После разгрузки аппарат самым тщательным образом обти-
рается внутри влажной ветошью. ’ Это мероприятие тем самым
гарантирует безопасность сушки последующей загрузки и должно
быть проведено возможно тщательнее. То же самое остается ска-
зать и о чистоте рабочих мест в кабинках распределения гремучей
f ртути по подносам, ссылки в коробочки и хранения их.
Еще более быстрый способ сушки гремучей ртути, практику-
емый в настоящее время на единичных заводах, заключается в том,
что освобожденная от избытка воды путем декантации гремучая
ртуть навешивается на аптекарских весах в резиновые конусообраз-
ные фильтры. В каждый фильтр обычно отвешивается по 260 г.
Фильтры с навесками вставляются в стеклянные или эбонитовые
воронки, которые соединены с отсасывающими трубопроводами
вакуум-насоса (рис. 25). После этого в каждый из фйльтров поверх
гремучей ртути заливается по 50 см3 этилового ректифицированного
спирта крепостью в 96°.
Отсос производится при разрежении в 15—20 см ртутного стол-
ба. Отсос продолжается до тех пор, пока гремучая ртуть, находя-
щаяся в фильтрах, не начинает .рассыпаться на отдельные комочки.
DL Scientific Heritage of Russia k
Технологический процесс получения гремучей ртути
65
По выключении вакуум-насоса гремучая ртуть непосредственно из
резиновых фильтров выкладывается в эбонитовые коробочки
(рис. 26).
Каждая из этих коробочек насаживается на наклонный стер-
жень (угол наклона 42—45°), приводимый во вращение извне
с помощью специального привода. По загрузке положенного коли-
чества коробок гремучей ртутью привод включается, и коробки
приходят во вращательное движение. К каждой коробке подведено
дутье теплого воздуха.
Сушка продолжается 25—30 минут при температуре в 35—40°.
Капонир, в котором производится сушка, обогревается при помощи
Рис. 25. Воронки для обезвоживания гре-
мучей ртути
Рис. 26. Коробочки для
сушки
батарей водяного отопления. Загрузка и разгрузка коробочек про-
изводятся через квадратные отверстия в капитальной стене, плотно
закрываемые броневыми щитами из котельного железа.
Высушенная гремучая ртуть развешивается по 60 г в пайковые
коробочки.
Указанный способ сушки при изоляции отдельных операций
в самостоятельные помещения и при соблюдении работающими
основных , мер предосторожности с
точки зрения технической безопас-
ности производства не вызывает воз-
ражений, так как устройство капо-
нира для сушки гарантирует от пере-
дачи детонации от одной точки к дру-
гой (рис. 27).
В основном только что описанная
операция сушки завершает собой тех-
нологический процесс производства
гремучей ртути. Иногда в технологи-
ческий процесс производства вводятся
Рис. 27. Устройство капонира для
сушки
дополнительные, промежуточные операции— флегматизация, гра-
нуляция и сортировка.
Причины, вызывающие необходимость этих операций, обычно
бывают связаны, с одной стороны, с вопросами экономики производ-
ства гремучей ртути, и с другой, с требованиями, предъявляемыми
снаряжательным производством, и, наконец, теми и другими вместе.
5 Зак. 2182. — Иштаипрующвте взрывчатые вещества
DL Scientific Heritage of Russia
66
Гремучая ртуть
Так, для снаряжения тех или других видов продукции капсюль-
ных заводов в отдельных «случаях бывает необходимо' иметь грему-
чую ртуть оо строго однообразными по размерам кристаллами.
В этих случаях, учитывая влияние величины кристаллов на степень
чувствительности и на инициирующую способность гремучей ртути,
непосредственно после сушки вводится операция сортировки, име-
ющая целью отделить как очень мелкие кристаллы («пыль»), так и
очень крупные от общей массы.
При указанной операции неизбежно получаются отходы, т. е.
пыль и «шишки». Количество последних, зависящее от размерности
кристаллов сортируемого продукта, доходит иногда до 15—20%. и
выше. Естественно, что уничтожение этих отходов повело бы .
к увеличению приэводственных потерь и отразилось бы на эконо-
' мике производства. При этих условиях предыдущая операция — ’
сортировка — неизбежно влечет за собой другую дополнительную
операцию — грануляцию, а это в свою очередь немыслимо без под-
готовительной, промежуточной операции — флегматизации.
ж) Сортировка
Сортировка продукта может производиться непосредственно
после сушки или же после хранения в течение некоторого времени
в расходном погребке, но она производится в отдельном здании.
Сортировочные станки устанавливаются в индивидуальных
кабинах за броневыми щитами и обслуживаются только одним
постоянным (на каждый станок) работником.
Обычно употребляемый ручной станок (рис. 28) состоит из двух
деревянных ободьев а с натянутыми на них шелковыми сетками б
и большим поддоном в с пергаментным дном г.
Сита, расположенные одно над другим, укрепляются с помощью '.
прочной деревянной рогатки д, ручка которой е .проходит через
деревянную опору ж и прорезь в броневом щите з.
Приступая к работе, в первую очередь необходимо убедиться
в чистоте сортировочной кабины, в чистоте и исправности станка.
Все его части должны соединяться без усилий и трения.
После осмотра станка на верхнее сито его загружают гремучую
ртуть в количестве не более 0,5 дг за один раз. Движение сит про-'
изводится исключительно из-за предохранительного щита путем
покачивания деревянной рукоятки станка вправо и влево. Наблю-
дение за процессом производится при посредстве зеркала, прочно •
укрепленного на противоположной от рабочего места стене ка-
бины.
По рассортировке загрузки на верхнем сите станка остаются •
крупные кристаллы и комочки гремучей ртути, а также случайные’,
примеси в виде мелких кусочков дерева, ткани и т. п. На нижнем •
сите задерживается нормальный продукт — так называемое «зерно». ;
На поддоне собирается пыль (отсевки). <
Отсортированной. годный продукт, шишки и пыль ’собираются
отдельно в пайковые коробочки. ;
В первую очередь удаляют со станка зерно; для этой цели .
осторожно снимают верхнее сито и помещают его на специальную
подставку. Вслед за этим плавно, без резких движений, толчков-.
и ударов, содержимое нижнего сита ссыпают на гладкую, совер- <
DL Scientific Heritage of Russia • '
Технологический процесс получения гремучей ртути
67
шенно исправную клеенку; клеенка бережно переносится на стол
за щит, где содержимое ее осторожно пересыпают в палковую коро-
бочку. Коробочку снаружи обтирают слегка влажной губкой или ва-
той и немедленно выносят в отдельную кабину для временного
хранения впредь до выноса в погребок. После этого с такими же
предосторожностями собирают пыль и шишки.
Для большей безопасности пыль и шишки следует замачивать
в воде. Это требование тем более уместно и выполнимо в тех слу-
чаях, когда указанные отходы впоследствии идут на самостоятель-
ную флегматизацию, а не употребляются в сухом виде -в качестве
добавки к нормальному зерну.
В кабине сортировочного станка ни в коем случае не разре-
шается держать какие-либо запасы гремучей ртути, кроме непосред-
ственно находящейся на станке за-
грузки.
После каждой разгрузки про-
сортированной гремучей ртути
всю наружную поверхность станка,
стола и щита осторожно и тща-
тельно протирают слегка влажной
губкой.
Полы все время поддержива-
ются во влажном состоянии, а по-
сле каждой операции кроме того
протираются мокрой тряпкой.
Ремонт сортировки допу-
Рис. 28. Ручной станок для сорти-
ровки
скается производить только после полного удаления гремучей
ртути из кабины, капитальной очистки ее от пыли продукта,
а равным образом и тщательной очистки самого станка.
При рассмотрении свойств гремучей ртути мы отмечали особо
повышенную чувствительность ее к трению, т. е. к тому фактору
механического воздействия, который в процессе сортировки яв-
ляется основным, преобладающим (трение кристаллов между собой,
трение их о поверхности сит и стенки ободьев). Поэтому с точки
зрения безопасности процесс сортировки требует к себе наиболь-
шего внимания и повышенной осторожности, особенно при сорти-
ровке сухой, нефлегматизированной гремучей ртути.
Условия (работы на ручных сортировочных станках при хорошо
обученных кадрах, знающих основные свойства продукта, неуклонно
и твердо соблюдающих ’инструкции по производству и по технике
безопасности, в основном отвечают требованиям технической безо-
пасности производства, но недостаточно гарантируют личную безо-
пасность обслуживающего персонала —сортировщиков. Для устра-
нения этого чрезвычайно серьезного, с точки зрения охраны
труда, недочета процесс должен быть обставлен таким образом,
чтобы работающий был вне кабины и производил все необходимые
производственные операции извне.
С этой целью следует поставить и разрешить задачу применения
механической сортировки типа уже применяющейся на производ-
стве других инициирующих взрывчатых веществ.
С точки зрения технической и личной безопасности механиче-
ская сортиоовка представляет то безусловное преимущество, что при
5*
DL Scientific Heritage of Russia
68
Гремучая ртуть
работе на ней выпадают наиболее опасные моменты, присущие ра~.
боте на ручных сортировках, а именно: -съемка сит с деревянной
опоры и ссыпка рассортированного продукта в коробки для пере-
носки и хранения. В механических сортировках просеянный продукт
распределяется в соответствующие коробки-приемники без участия
человека. Кроме того с производственной точки зрения механиче-
ская сортировка является более производительной.
з) Флегматизации
Способы флегматизации гремучей ртути различаются в зависи-
мости от того, для какой цели предназначается готовый продукт.
В большинстве случаев гремучая ртуть флегматизируется парафи-
ном; в некоторых случаях аравийской камедью (гуммиарабик).
Парафином гремучая ртуть флегматизируется обычно для сни-
жения степени ее чувствительности. Гуммиарабик вводится в грему-
чую ртуть главным образом в качестве связывающего, цементирую-
щего вещества при обработке отходов производства (пыль, шишки),
причем в этом случае уже будет не процесс флегматизации, а вернее
процесс цементации.
Процесс флегматизации гремучей ртути производится пара-
фином, причем операция эта ручная.
В целях безопасности операция производится исключительно
за броневььм щитом в отдельном помещении.
Этот способ флегматизации гремучей ртути (особенно если
перемешивание производится в индивидуальных кабинках) в зна-
чительной степени гарантирует безопасность производства, но
полной безопасности труда, личной безопасности работников не
создает. С этой точки зрения наиболее совершенным способом
флегматизации нужно считать тот, при котором обработка про-
дукта флегматизатором
Рис. 29. Станок для грану-
ляции
производится без участия человека.
Такой способ разработан и вошел
в заводскую практику при производстве
азида свинца1.
Нужно полагать, что этот метод флег-
матизации с неменьшим успехом может-
быть использован также при флегматиза-
ции гремучей ртути.
и) Грануляция
Грануляция флегматизированной гре-
мучей ртути производится в отдельных ;
кабинках на .деревянных протирочных
• станках (рис. 29). Флегматизированная
гремучая ртуть в количестве не более 0,5 кг загружается на сито
станка и протирается через него с помощью резиновой пластинки
или пробки, укрепленной на деревянной рукоятке.
Протирка производится осторожно, из-за щита, через прорезь
которого продета деревянная рукоятка.
Сита для данной операции допускается исключительно из
доброкачественной шелковой ткани. Для собирания протираемой
1 См. гл1. III, раздел 4.
DL Scientific Heritage of Russia
Использование отходов производства
69
через сито гремучей ртути и переноски ее на сушку применяются
никелированные или папковые подносы, предварительно покрытые
листом чистой глянцевой бумаги. Наблюдение во время работы про-
изводится через глазок (из корабельного стекла) броневого щита.
Во время работы особое внимание необходимо уделять чистоте
рабочего места и прибора для грануляции. Последний не должен
накапливать в себе засохшей в клетках ткани гремучей ртути; для
предупреждения этого явления сетка сита после обработки каждой
порции гремучей ртути тщательно очищается губкой, смоченной
в соответствующем растворителе (бензин, спирт и др.).
По окончании работы смены станок, сетка и весь рабочий ин-
струмент тщательно очищаются от малейших частиц приставшей
к ним гремучей ртути. Полы помещения промываются водой и про-
тираются чистой ветошью.
Высушенная гремучая ртуть ссыпается в отдельной кабинке
в папковые коробочки с соблюдением всех мер предосторожности,
описанных при рассмотрении процесса сушки продукта в вакуум-
аппарате Пассбурга. Коробочки с гремучей ртутью выносятся д со-
седнюю кабинку для временного хранения, а оттуда отправляются
в расходный погребок.
к) Хранение сухой гремучей ртути
Условия хранения сухой гремучей ртути и меры безопасности
при этом аналогичны описанным выше для хранения сырой грему-
чей ртути. К сказанному необходимо лишь добавить, что при хране-
нии сухой гремучей ртути требования, направленные к поддержанию
чистоты помещения и инвентаря погребка и осторожности обраще-
ния, должны быть еще более повышены, поскольку чувствитель-
ность сухой гремучей ртути к начальным импульсам значительно
выше, чем у сырой.
В условиях хранения сухой гремучей ртути кроме температур-
ного режима 18—22° большое значение приобретает и режим влаж-
ности воздуха, почему к минимуму полезного инвентаря погребка
присоединяется в обязательном порядке гигрометр.
Предельная норма хранения сухой гремучей ртути в одном по-
гребке не должна превышать суточной потребности снаряжательного
производства. По мере освобождения стола для хранения от коро-
бок с продуктом он аккуратно и очень осторожно, протирается
’сырой губкой. Губка после употребления ополаскивается водой,
налитой в пайковый тазик или чашку, где и хранится. При упо-
треблении фарфоровой посуды .для хранения воды и губки она
должна устанавливаться на подстил из листовой резины.
Меры предосторожности при переноске -сухих инициирующих
взрывчатых веществ в расходные погребки и обратно, а также
между производственными мастерскими сходны между собой
и приводятся ниже при описании условий хранения азида свинца
в гл. III. Общая схема производства гремучей ртути дана на рис. 30.
4. Использование отходов производства
Технологический процесс производства гремучей ртути сопро-
вождается образованием и значительным выделением летучих по-
бочных продуктов реакции. Кроме того получаются так называемые
DL Scientific Heritage of Russia
70
Гремучая ртуть
отходы производства: маточный раствор, промывные воды, грему-
чая ртуть в виде пыли, шишек и т. д.
Газо- и парообразные вещества, обильно выделяющиеся из-реак-
ционных колб, состоят из спирта и ряда продуктов взаимодействия
спирта с азотной кислотой, как-то: уксусного альдегида, этилнит-
рата, этилнитрита, уксусно-этилового эфира, азотной, азотистой,
синильной, муравьиной, уксусной, гликолевой кислот и др.
Среди перечисленных побочных продуктов преобладают глав-
ным образом спирт и альдегид.
Маточный раствор содержит в себе главным образом кислоту,
растворенную гремучую ртуть и соли ртути.
1U
Рис. 30. Общая схема производства гремучей ртути
/—азотная кислота; 2—мояжюс; 3—баллон для смешения; 4—колбы для
растворения; 5—сосуд для ртути; б—очистка ртути; 7—развеска ртути;
8—приготовленная навеска ртути; 9—растворение ртути; 10—спирт;
//—хранилище спирта; 12— мерчик спирта; 13— отмеривание спирта;
/4—осаждение гремучей ртути; 15— промывка колб; 16— промывка гре-
мучей ртути; 17— чранение сырой гремучей ртути; 18— обезвоживание;
19— сушка; 20—сортировка; 2/—хранение сухой гремучей ртути
Промывные воды .в основном содержат гремучую ртуть в виде
мелких кристаллов, прошедших через фильтры.
Так как большинство из газообразных продуктов принадлежит
к числу легко воспламеняющихся и очень ядовитых веществ, то
первоочередной задачей производства является полное и безопас-
ное удаление их из реакционного отделения мастерской наружу,
предварительно очистив их. Выбрасывание ядовитых паров и газов
в окружающий воздух, предварительно не конденсируя и не очи-
щая их, является недопустимым.
Вопрос об удалении газов должен быть неразрывно связан
с ©опросом их предварительной очистки перед выбрасыванием на-
DL Scientific Heritage of Russia
Использование отходов производства
71
ружу. Это — первое обязательное условие, по выполнении которого
можно говорить о возможностях конденсирования и использова-
ния конденсата.
Большинство современных заводов применяет для улавливания
отходящих продуктов разнообразные конденсационные установки.
Во всех этих установках тождественным является объединение фло-
рентийских сосудов или целляриусов (рис. 31) с помощью керами-
ковых труб, колен, тройников в группы, присоединение их через
общий трубопровод к очистительной колонке и в конечном итоге
к вентилятору. Одна из таких схем приведена на рис. 32 (заимство-
вана из книги Г. Каста).
Если установка предусматривает полную конденсацию и погло-
щение газо- и парообразных продуктов, то для вытяжки могут
применяться обыкновенные вентиляторы, так как они не будут
подвержены разрушительному действию выделяющихся продуктов.
В противном случае, при неполной конденсации, кожух и крылья
железного вентилятора будут подвергаться ускоренной коррозии.
Практически, ввиду разнообразия
состава газообразных продуктов,
рассчитать вентиляционную систе-
му на полную их конденсацию
чрезвычайно трудно, а поскольку
это так, то и применение желез-
ных вентиляторов с точки зрения
технической безопасности нужно
считать недопустимым. Практика
Рис. 31. Целляриус
Рис. 32. Конденсационная установка
в производстве гремучей ртути
а—-вид сбоку; 5—вид сверху
насчитывает не один случай воспламенения отходящих газов от
искры, ^возникшей в кожухе вентилятора вследствие трения о по-
следний лопастей (крыльев). При подобных взрывах страдает
главным образом конденсационная установка, но не исключены и
несчастия с людьми.
DL Scientific Heritage of Russia
72
Гремучая ртуть
Рис. 33. Инжекторная
установка
Замена металлических вентиляторов керамиковыми встречает
очень много неудобств, поэтому единственным выходом из положе-
ния в данном случае нужно считать использование инжекторной
системы, работающей воздухом или паром. С точки зрения без-
опасности эта система не может вызвать сомнений. При вытяжке
газообразных продуктов инжекцией отходящие продукты не имеют
непосредственного соприкосновения с вентилятором, и поэтому вся-
кая возможность искрообразования и вследствие этого взрыва
отпадает. Общий вид инжекторной установки показан на рис. 33.
Наиболее ценной частью конденсата, извлекаемого из баллонов
или целляриусов, является спирт. Для получения его конденсат ней-
трализуют известью, отстаивают, декантируют и подвергают фрак-
ционированной перегонке с соблюдением обычных мер предосторо-
жности, принятых при ректификации спирта. Полученный спирт
путем повторной перегонки доводится до крепости в 94—95° и
может быть использован для производства гремучей ртути в виде
добавки к чистому спирту в количестве до 30%.
Использование маточного раствора целесообразно главным
образом для утилизации находящейся в нем металлической ртути,
содержание которой в общей сложности может доходить до 7—8%.
Сущность технологического процесса заклю-
чается в обработке маточного раствора гаше-
ной известью для нейтрализации остатков азот-
ной кислоты и выделения металлической ртути
из азотнокислых соединений. В этой стадии
процесса рекомендуется соблюдать особую
осторожность, исходя из тех соображений, что
маточный раствор содержит в себе некоторое
количество гремучей ртути, прошедшей через
фильтр. Обработку маточного раствора лучше
вести небольшими порциями, не накапливая
его от нескольких загрузок.
Тщательно перемешанную деревянным вес-
лом или лопаткой и отстоявшуюся смесь раз-
деляют: жидкость сливают через фильтр,
а кашеобразную известково-ртутную массу вы-
сушивают и загружают в ‘ железные реторты
для перегонки металлической ртути.
Для получения чистой металлической ртути
ртутно-известковая масса осторожно обрабаты-
вается крепкой соляной кислотой. Из получен-
ных таким образом хлористых солей металлическая ртуть выде-
ляется электролизом.
Описанный способ извлечения металлической ртути из маточ-
ного раствора является наиболее распространенным. Помимо него
можно указать еще один из относительно безопасных способов^
заключающийся в том, что маточный раствор небольшими порциями
заливается в эмалированные железные котлы и нагревается паром
в течение 3—4 часов. Гремучая ртуть под влиянием длительного
кипячения разлагается, и металлическая ртуть выпадает в осадок.
Максимально допустимая температура нагрева маточного
раствора не должна превышать 98°.
DL SAeirtific Heritage or Russia 4
Исходные материалы и их свойства 73
Охлажденный осадок отделяют от отстоявшейся жидкости и
после анализа на полноту разложения перерабатывают, как было
указано выше.
Разложение гремучей ртути, уловленной из производственных
промывных вод, а также в виде сметок, пыли и других остатков,
с целью получения металлической ртути может производиться по
только что указанному способу путем нагревания ее с водой в кот-
лах или же путем обработки небольших порций крепкой соляной
кислотой.
Разложение ведется в больших сосудах, устанавливаемых
в индивидуальных кабинках. Приспособление для перемешивания,
необходимого для ускорения реакции, устраивается таким образом,
чтобы пуск и остановка его производились снаружи кабины.
Вопрос утилизации отходов гремучей ртути заслуживает серьез-
ного внимания не столько с экономической точки зрения, сколько
с точки зрения безопасности производства. Целесообразнее разла-
гать продукт верным, надежным способом без остатка, чем длитель-
но накапливать его в отстойных колодцах. Подобный способ яв-
ляется далеко не надежным и небезопасным, о чем свидетельствуют
неоднократные случаи самопроизвольных . взрывов в отстойных
колодцах.
Следует сказать, что уничтожение остатков гремучей ртути
с целью их утилизации может считаться только тогда вполне безо-
пасным, когда оно производится не примитивным, кустарным ьмето-
дом, а организованным порядком в специально оборудованной для
этой цели мастерской. При отсутствии такой мастерской более безо-
пасно уничтожать остатки гремучей ртути сжиганием или подры-
вом в специально предназначенном для этого месте.
ГЛАВА III
АЗИД СВИНЦА
1. Исходные материалы и их свойства
Сложные и ответственные требования, предъявляемые к иници-
ирующим взрывчатым веществам, — высокая химическая стой-
кость, высокая инициирующая способность и др. и вместе с тем
достаточная безопасность при производстве и применении —
привели к тому, что гремучая ртуть была единственным
промышленно производимым и применяемым инициирующим
взрывчатым веществом в течение более ста лет—с 1800 по-
1908—1910 гг.
Однако и гремучая ртуть с развитием взрывного дела пере-
стает удовлетворять многим требованиям. Мощность ее, т. е. ини-
циирующая способность, становится недостаточной. Требуются
более мощные, более стойкие к неблагоприятным условиям ини-
циирующие взрывчатые вещества. Поэтому начинает развиваться
и совершенствоваться производство азида свинца и несколько-
позднее ТНРС.
DL Scientific Heritage j>f Russia
Азид свинца
74
Азид свинца впервые был «получен Курциусом в 1891 г. дей-
ствием раствора уксуснокислого свинца на раствор азида натрия:
Pb(CH8COO).2 + 2NaN8 -> Pb(N8),2+2CH8COONa.
Азид натрия — натриевая соль открытой Курциусом в 1890 г.
чрезвычайно неустойчивой, взрывчатой азотисто-водородной
кислоты N3H.
Первые испытательные работы по применению азида свинца
начали проводиться с момента его получения, но они неоднократ-
но прерывались вследствие имевших место катастроф. Только
в 1907 г. в результате работ, проведенных проф. Велером в Гер-
мании и Геронимусом во Франции, были предложены методы про-
мышленного производства азида свинца.
Но и позднее вследствие несовершенства технологического
процесса при фабрикации азида свинца происходили взрывы. Так,
произошла -крупная катастрофа в Тройсдорфе (Германия) в 1909 г.
Однако с того времени производство шагнуло далеко вперед
Особенно широкое развитие оно получило в годы империалисти-
ческой войны и последующие за ними.
Так, немецкий специалист Наум отмечает, что в 1917 г. произ-
водство азида свинца составляло 100 кг еженедельно, а в последние
годы мощность крупных заводов за границей доходит до 200 —
250 кг в сутки.
В заводских условиях азид свинца получается методом двой-
ного замещения солей азида натрия и азотнокислого свинца со-
гласно реакции:
Pb(NO3)2-|-2NaN8 -> Pb(N8),2 + 2NaNO3.
Процесс получения азида свинца путем взаимодействия рас-
творов указанных реагентов сводится таким образом к получению
свинцовой соли азотисто-водородной кислоты из полуфабриката —
.азида натрия. Основной и ведущей фазой производства является
получение натриевой соли азотисто-водородной кислоты — азида
натрия.
Метод •получения азида натрия из .металлического натрия сво-
дится к следующему:
1) получение амида натрия путем пропускания аммиака через
слой расплавленного .металлического натрия по реакции:
2Na-}-2NH8 -> 2NaNH24~H2.
2) получение азида натрия путем пропускания газообразной
закиси азота через слой полученного амида натрия согласно реак-
ции:
2NaNH3 4- N2O NaN3 + NaOH + NH3.
Необходимая для ведения процесса азидирования закись
ззотэь получается посредством разложения аммиачной селитры по
уравнению:
NH4NO3 ->N2O + 2H2O.
DL Scientific Heritage of Russia
Исходные материалы, и их свойства
75
Таким образом получение азида свинца сводится к следую-
щей схеме:
NH4NO3
Na NaNH2 NaN3 ft(N0»4 pb(N8)2
и поэтому первоначальными фактическими материалами для изго-
товления азида свинца служат: 1) аммиак, 2) аммиачная селитра,
3) металлический натрий и 4) азотнокислый свинец.
а) Аммиак
При .нормальных условиях аммиак представляет собой бесцвет-
ный газ, легче воздуха, с резким характерным запахом; плот-
ность аммиака 0,589. При концентрациях в 9—10% аммиак обра-
зует с воздухом взрывчатые смеси. При сравнительно небольшом
давлении (6—7 ат) при температуре в 10° аммиак сжижается
в очень подвижную светлоголубоватую жидкость удельного веса
0,638 с точкой кипения — 33,4°. При охлаждении жидкого амми-
ака до — 77,3° он замерзает в белые кристаллы.
Газообразный аммиак очень хорошо растворяется в воде.
Один литр воды при 15° растворяет 308 г, или 705 л аммиака.
С повышением температуры растворимость аммиака в воде резко
падает. Раствор аммиака в воде называется нашатырным спиртом
и обладает резко щелочными свойствами, нейтрализуя кислоты
с образованием соответствующих аммонийных солей:
NH4OH + HNO8 NH4N03 + Ho0;
NH4OH +-НС1 -> NH4C1 + H.2O.
Отравления аммиаком возможны главным образом при авариях
с '.аппаратурой, баллонами, хранилищами и т. д. и носят -исключи-
тельно острый характер.
Предельно допустимая-концентрация аммиака в воздухе уста-
новлена в 0 02 мг/л. Раздражение ощущается уже при 0,01 мг/л.
. Концентрация, вызывающая раздражение в горле, составляет
0,28 мг/л; вызывающая раздражение глаз — 0,49 мг/л; кашель —
1,2 мг!л.
Человек в течение часа с трудом может выдержать концен-
трацию аммиака в 0,25 мг/л и уже не может выдержать концен-
трацию в 0,35—0,70 мг/л.
Высокие концентрации вызывают резкое слезотечение, боль
в глазах, сильный кашель, рвоту, удушье; наблюдается резкое рас-
стройство дыхания и кровообращения. При меньших концентра-
циях .наблюдаются почти те же явления, но в значительно мень-
шей степени, и притом они не оставляют тяжелых последствий.
На кожу газообразный аммиак почти не действует. Водный
раствор аммиака (нашатырный спирт) при продолжительном дей-
ствии на кожу может вызвать покраснение и образование пузырей.
При попадании в глаз может вызвать слепоту.
’ Жидкий аммиак, попадая на кожу, вызывает болезненные
ожоги, подобные ожогам кислотой. Поэтому попавший -на кожу
жидкий аммиак необходимо немедленно смыть струей воды. При
отравлении газообразным аммиаком необходимо промыть /глаза
Р немедленно выйти на свежий воздух.
76
Азид свинца
Аммиак применяется в холодильном деле, для производства
различных удобрительных туков, для производства азотной ки-
слоты и др.
Аммиак получается при сухой перегонке каменного угля и
дерева, а также путем синтеза азота с водородом.
При сухой перегонке угля с целью получения кокса выделяется
наряду с большим количеством всевозможных ценных хими-
ческих -продуктов также и аммиак >в виде газа и аммиачной воды.
Выделяющийся аммиак при этом улавливается специальной аппа-
ратурой, отделяется от примесей и идет на различные нужды.
При синтетическом методе получения аммиака смесь газов
азота и водорода в определенном соотношении пропускается
через специальные стальные аппараты с катализатором1 при высо-
ких давлениях от 400 до 1000 аг и при температуре от 500 до 600°.
При этом происходит соединение азота с водородом с образова-
нием аммиака. Получающийся аммиак охлаждается и отделяется
от остального газа. При синтетическом методе -в большинстве слу*
чаев аммиак получается в жидком виде.
Перевозка жидкого аммиака и хранение его в небольших
количествах производятся в специальных стальных баллонах, рас-
считанных на давление от 40 ат и выше. Емкость таких баллонов
составляет 20—30 л жидкого аммиака.
Эти баллоны необходимо беречь от огня, сильного нагревания
и резких толчков и ударов во избежание взрыва, а также от сы-
рости, так как водный раствор аммиака энергично корродирует не
только железные, но и стальные предметы, в том числе и самые
баллоны. Жидкий аммиак на железо и сталь не действует.
Аммиак, употребляемый при производстве амида натрия, дол-
жен соответствовать техническим условиям и не содержать влаги
и -воздуха.
б) Аммиачная селитра
Аммиачная селитра, или азотнокислый аммоний, в нормальных
условиях представляет собой белую, почти бесцветную кристал-
лическую массу. Размер кристаллов аммиачной селитры зависит
от методов ее получения. При упаривании щелоков аммиачной
селитры в вакуум-аппаратах кристаллы имеют размеры от 0,5 до
1,5 шт, при открытой упарке—от 3 до 5 мм и более. Форма кри-
сталлов аммиачной селитры различна, но преимущественно ром-
бическая или ромбоэдрическая; частично встречаются кристаллы
правильной кубической формы.
Кристаллизуется аммиачная селитра без кристаллизационной
воды, но обладает очень большой гигроскопичностью и при лежа-
нии на воздухе начинает быстро поглощать' влагу и расплываться.
Удельный вес аммиачной селитры 1,73. Она легко раство-
ряется в воде и в других растворителях, давая растворы высокой
концентрации. При 12° ,в 1 л воды растворяется 600 г селитры.
1 Катализатором’ называется вещество, ускоряющее протекание химиче-
ской реакции. В данном случае катализатором является сплав окиси железа,
окиси алюминия, окиси хрома, окиси калия и других веществ.
DL Scientific Heritage of Russia
Исходные материалы и их свойства
77
С повышением температуры растворимость селитры несколько -по-
вышается.
Аммиачная селитра отличается большой слеживаемостъю,
вследствие чего при долгом хранении может превратиться в сплош-
ные твердые глыбы.
При нагревании до 165° селитра начинает плавиться,
а с 175—180° начинается ее разложение. В зависимости от темпе-
ратуры разложения аммиачная селитра образует различные соеди-
нения, причем и характер протекания реакции разложения в зави-
симости от этого различен:
при 175—185° NH4NO3 разлагается на NH34-HNO3
, 200—300° NH4NO3 , , N2O + 2H2O
v. 400—450° NH4NO3 „ „ n24-O24-4H2O.
Кроме этих соединений образуются также и некоторые дру-
гие промежуточные соединения. Вторая и третья реакции спо-
собны протекать самостоятельно, причем последняя из них при
некоторых условиях способна перейти во «взрыв. К нагреванию
и ударам чистая аммиачная селитра не чувствительна и совершенно
безопасна в обращении. Под действием достаточно мощного дето-
натора, особенно в прочной оболочке или в смеси «с легко горю-
чими веществами, способна детонировать.
Аммиачная селитра получается непосредственной нейтрализа-
цией азотной кислотой аммиака — или аммиачной воды:
NHS + HNOS -> NH4NOs + Q кал\
NH4OH + HNO3 -> NH4NO3 4- H2O + Q кал.
Азотная кислота для этого берется крепостью 50—60%. При
этих реакциях, протекающих очень бурно, выделяется значительное
количество тепла. Получаемые щелока упариваются в специаль-
ных вакуум-аппаратах, кристаллизуются и сушатся в барабанных
сушилках.
Готовая аммиачная селитра рассыпается в деревянные бочки
по 150—165 кг или в плотные мешки по 100—130 кг и в таком
виде хранится и перевозится.
Небольшие партии селитры иногда расфасовываются в спе-
циальные картонные пакеты. Хранить селитру необходимо в су-
хом теплом помещении. Особенно это необходимо, если аммиачная
селитра находится в мешочной таре ввиду очень большой гигроско-
пичности и слеживаемости последней.
Аммиачная селитра употребляется главным образом для про-
изводства различных удобрительных туков, взрывчатых веществ,
в пищевой промышленности и для получения закиси азота.
Аммиачная селитра, идущая на производство закиси азота,
должна отвечать условиям ОСТ 108, т. е. должна содержать чистого
NH4NO3 не менее 98,3%, иметь влажность не более 2,5%, остатка
после прокаливания меньше *0,?%, нерастворимых в воде примесей
не выше. 01%, кислотность не более 0,02%, сернокислых соедине-
ний не более 0,1% и хлористых соединений только следы. Цвет
о®^елый или слабо желтый.
18
Азид свинца
в) Металлический на тр и й
Металлический натрий представляет собой мягкий, серебристо-
белый металл, легко режущийся ножом и блестящий на срезе.
Удельный вес металлического натрия 0,97, т. е. он легче воды.
При нагревании до 97,7° плавится, но закипает только при тем-
пературе около 880°.
Натрий бурно реагирует с водой, разлагая ее с выделением
водорода и большого количества тепла по уравнению:
2Na + 2H2O -> 2NaOH-f-H2-j-Q,
т. е. в результате реакции металлического натрия с водой полу-
чается щелочь (едкий натр). При этом ввиду большого коли-
чества выделяющегося при реакции тепла выделяющийся водород
часто загорается. К концу реакции разложения металлический
натрий, особенно взятый большими кусками,, сильно взрывает,
разбрызгиваясь. Попадая на влажную кожу, металлический натрий
вызывает болезненные ожоги. Поэтому работать с ним необхо-
димо в защитных очках и спецодежде.
Металлический натрий на воздухе жадно поглощает влагу и
углекислоту, превращаясь в соду. При соприкосновении с кисло-
тами сильно взрывает. С ртутью образует твердую амальгаму
натрия. С другими металлами образует различные сплавы. В ат-
мосфере кислорода и хлора чрезвычайно интенсивно сгорает,
образуя соответственно окись, перекись и хлористый натрий по
уравнениям:
1) 4Na + Ог-^ 2NasO (окись натрия).
2) 2Na-f- Ог-> Na2O2 (перекись натрия).
3) 2Na + CI2—* 2NaCl (хлористый натрий).
Энергично реагирует с аммиаком, выделяя водород и образуя
амид натрия:
2NH3 + 2Na -> 2NH2Na + Н2.
Основным методом получения металлического натрия является
электролиз расплавленного безводного едкого натра или поваренной
соли — хлористого натрия. Электролиз ведется в специальных элек-
тролизных вайнах Кастнера.
Полученный металлический натрий запаивается в специальные
жестяные коробки. Хранится металлический натрий либо в жид-
костях, которые с ним не реагируют, но предохраняют от воздей-
ствия воздуха и влаги — это чаще всего керосин, либо же затме-
вается слоем парафина.
На завод металлический натрий поступает в жестяной упаковке,
обычно кусками по 800^-1000 г, и в таком виде хранится.
Для получения амида натрия металлический натрий должен
содержать не менее 99,6% чистого натрия удельного веса 0,97—0,9&
Полуфабрикаты
79
г) Азотнокислый свинец
Азотнокислый свинец состоит из бесцветных, в массе белых,
правильных кристаллов кубического и моноклинического строения.
Хорошо растворим в -воде. Так, 1 л воды при 10° растворяет 310 г
азотнокислого свинца. С повышением температуры растворимость
его несколько возрастает.
Удельный вес сухого нитрата свинца 4,5.. При нагревании до»
200° нитрат свинца сохраняется без изменений, а с 200° начинает
разлагаться, выделяя окислы азота и кислород.
Азотнокислый свинец получается растворением в азотной кис-
лоте металлического свинца или, чаще, окиси свинца:
РЬО + 2HNO3 — Pb(NO3)2 + Н2О.
При работе с солями свинца необходимо помнить об их вред-
ном действии на организм при попадании внутрь; особенно это от-
носится к уксуснокислому свинцу, обладающему ядовитым, отра-
вляющим действием даже в малых количествах.
Нитрат свинца, употребляемый для производства азида свинца,
должен содержать чистого нитрата свинца не .менее 99,5%. Совер-
шенно не должен содержать примесей уксусной кислоты, ртути и
меди. Железа не должно быть -больше 0,05%. Кислотность должна
быть не выше 0,02%.
2. Полуфабрикаты
Как уже было указано, для получения азида натрия по методу
Вислицениуса первоначально необходимо получить закись азота
и амид натрия.
а) Закись азота
При нормальных условиях закись азота представляет собой
• очень тяжелый бесцветный -газ с характерным слабым запахом-
Плотность его 1,53 по отношению к плотности воздуха. В воде,
даже холодной, закись азота растворима плохо1: при ,5° 1 л. воды
растворяет 1,048 л закиси азота. С повышением температуры воды
растворимость закиси азота еще больше падает. При нагревании
закись азота начинает разлагаться на азот и кислород и при нагре-
вании до 900° разлагается полностью:
2N2O 2N2 + О2.
Критическая температура2 закиси азота 35,4°; критическое-
давление3 75 ат. При давлении в 30 ат и температуре 0° закись
азота сжижается в подвижную бесцветную жидкость удельного^
1 Растворимость газов повышается с понижением температуры растворяю-
щей жидкости и понижается с повышением ее температуры. Таким образом
зависимость растворимости от температуры для газов обратна таковой для»
твердых тел.
2 Критической температурой называется температура газа, при которой»
никаким давлением нельзя перевести его в жидкое состояние.
8 Критическое давление — давление газа или пара жидкости при крити-
ческой температуре.
DL Scientific Heritage of Russia
40
Азид свинца
веса 0,937 с температурой кипения — 88,7°. При охлаждении жид-
кой закиси азота ниже—100° она замерзает в белую снегообраз-
ную массу с температурой плавления—102,4°.
Жидкая закись азота действует на кожу разъедающе, вызы-
вая ожоги. Газообразная закись азота при вдыхании первона-
чально действует возбуждающе, вызывая род опьянения («веселя-
щий газ»), но при более длительном вдыхании, особенно
повышенных концентраций, человек теряет сознание с симптомами
удушья.
Закись азота находит применение в* медицине и для специаль-
ных химических производств.
Основным методом получения закиси азота является разложе-
ние аммиачной селитры при определенной температуре в специаль-
ных аппаратах — ретортах.
Поступающая на завод в деревянных бочках по 160—165 кг
.аммиачная селитра распаковывается и партиями по 40 кг подается
гии 34. Реторта для разло-
жения аммиачной селитры
в мастерскую. Здесь селитра измельчается,
освобождается от загрязняющих ее меха-
нических примесей (щепы, бумаги и т. д.)
и развешивается по 2—3 кг для загрузки
в аппарат. (Одновременно в мастерской
не должно находиться более 40 кг амми-
ачной селитры.)
Загрузка реторты селитрой зависит
от размеров самой реторты. Обычно ко-
личество загружаемой селитры для реторт
емкостью в 30 л составляет 3 кг. Увели-
чение загрузки реторты данного типа зна-
чительно затрудняет соблюдение техноло-
гического и температурного режима и
обусловливает возможность разрыва ре-
торты в случаях бурного протекания про-
цесса разложения.
Загрузка селитры производится вручную через воронку загру-ч
зонного отверстия, измельченными навесками по 3 кг, периодически
через каждые 2 часа. Загрузку необходимо производить не более
чем^по одной навеске за‘ 1 раз, и притом по возможности быстро,
не пропуская в реторту воздуха (который, будет разбавлять газ
вредными примесями кислорода и азота) и не выпуская в производ-
ственное помещение вредных продуктов разложения аммиачной се-
литры (окислов азота и др.).
Реторты для разложения селитры делаются из алюминия объе-
мом от 30 до 60 л. Для первоначального нагрева селитры и для
поддержания температуры разложения реторты снабжаются спира-
лью электронагрева, а^для контроля за температурным режимом
снабжаются пирометрами и термометрами. Для загрузки селитры
и отвода образующихся в результате разложения газов на реторте
имеются загрузочное отверстие и отводная труба.'
Вся реторта со спиралью нагрева заключена в' железный кожух
с(рис. 34).-
Разложение аммиачной селитры протекает по уравнению:
NH.NOo N2O-f-2 Н2О.
DL Scientific Heritage of Russia
Полуфабрикаты
81
Установленный температурный режим составляет 245—280° при
определении ртутным термометром. Поддерживать температуру
именно в этих пределах является чрезвычайно важным, так как от
этого зависит качество получаемых продуктов реакции и безо-
пасность самого процесса разложения. При более низких темпера-
турах получаемый газ содержит много аммиака и кислоты, а при
более высоких температурах сильно возрастает содержание окислов
азота и свободного азота, образующихся при разложении селитры
по уравнениям:
2NH4NOs — 2N2 + О2 + 4Н2О.
2NH4NO3 -* 2NO + N» + 4Н2О.
Так как две последние реакции, начинающиеся при 300° и выше,
обладают свойством протекать со взрывом, то .подъем температуры
в реторте свыше 300—350° может вызвать разрыв реторты, что
в свою очередь может повлечь за собой расстройство производства,
поражение и отравление рабочих продуктами взрыва. Поэтому
в случае бурного разложения селитры и быстрого роста темпера-
туры с переходом ее за 300° необходимо выключить нагрев реторты,
удалив рабочих в безопасное место.
Состав получающихся газов при различных температурах при-
веден в табл. 8.
Таблица 8
Г азы
I
При температуре При температуре
220-269° выше 260°
Закись азота ......... ..................
Кислород ................................
Кислород, азот...................
Окисли азота.............................
Прочие . ................................
71,50/0
2,2
до 26,3%
45%
до 20%
до 35%,
Не меньшее значение, чем температурный режим, имеет для
реакции разложения также влажность применяемой аммиачной се-
литры. Нормально влажность селитры, поступающей на получение
закиси азота, согласно ОСТ 108 должна быть не выше 2,5%. Чем
влажнее селитра, тем ниже ее температура плавления, тем более
неровно идет процесс разложения. Наблюдается сильное вспенива-
ние и вспучивание влажной аммиачной селитры до улетучивания
всей влаги. На производстве это ведет к забиванию отводной
трубы реторты, выделению газов в помещение и вынужденной оста-
новки реторты для исправлений.
В случае высокой влажности аммиачной селитры выделение
газа начинается уже с 170—180°, но это выделение скоро прекра-
щается, и тогда приходится давать дополнительный нагрев реторты,
что очень нежелательно, ввиду того что небольшой перегрев при
этих условиях может вызвать .бурное разложение, вредное для
аппаратуры и опасное для обслуживающего персонала.
Очень важно, чтобы процесс получения закиси азота сопро-
вождался контрольными лабораторными испытаниями в различных
стадиях производства.
6 Зак. 2182. — Инициирующие взрывчатые вещества
DL Scientific Heritage .of Russia
82
Азид свинца
Но даже при аммиачной селитре лучшего качества, при соблю-
дении правильного технологического и температурного режима и
хорошо поставленном контроле получаемый сырой газ закиси азота
Q содержит очень много различных примесей. Не-
которые из них, как например различные окислы
азота, разъедают аппаратуру, нарушая дальней-
I I ший процесс азидирования амида натрия, загряз-
кяют конечный продукт и т. д.
I Особенно вредными примесями являются
S- кислород и пары воды.
Г Кислород при операции азидирования дей-
1 ствует окисляющим образом, значительно снижая
° выход конечного продукта — азида натрия. Пары
I воды вступают в непосредственное взаимодей-
ствие с амидом натрия, превращая последний
£ в едкий натр и аммиак:
NaNH2 + Н2О — NaOH + 1NH3.
Поэтому очистка полученной сырой закиси азота
приобретает очень большое значение.
Первоначальная очистка от паров воды,
Рис. 35. Устройство а также части окислов азота и аммиака происхо-
скрУ ера дит в змеевиковом холодильнике, в котором за
счет охлаждения газа водой происходит конденса-
ция паров воды из газа и частичное растворение в образующемся
конденсате окислов азота и аммиака. Получающийся конденсат сла-
бой азотной кислоты собирается в колене сифонной
трубы, отводящей его из змеевика холодильника, и по
мере накопления вытекает в керамиковый горшок /д
(рис. 34).
Пройдя конденсатор, охлажденный газ направ* ___________
ляется на промывку в скрубберы, орошаемые -12—20%- I I
ным раствором едкого натра. Промывка идет по прин- |___I
ципу противотока: сверху льется раствор щелочи,
а навстречу ему снизу поступает промываемый газ.
В скрубберах щелочь поглощает из газа пары азотной
Рис. 35а. Ке-
рамиковые
кольца, при-
меняемые для
насадок
кислоты, высшие окислы азота и аммиак.
Для увеличения поверхности поглощения жидко-
сти и улучшения условий очистки газа скрубберы на-
полняются насадкой из колец Рашига, -представляющих
собой керамиковые кольца и цилиндры разных разме-
ров (рис. 35, 35а). ' •
При щелочной промывке не следует допускать
переполнения растворения сборников, скрубберов и
башен. В случае переполнения их надо спускать рас-
творы соответствующими кранами, чтобы избежать
ожогов щелочью и потери промывающих растворов.
После промывки в щелочных скрубберах газ поступает на про-
сушку. Сушка газа от остаточной влажности производится в двух
последовательно соединенных колоннах, наполненных безводным
хлористым кальцием. Очищенный и высушенный газ собирается
в железный газгольдер, который должен быть снабжен указателями
DL Scientific Heritage of Russia
Полуфабрикаты
83
Рис. 36. Газгольдер и аккумулятор
наполнения и давления газа. По мере наполнения газгольдера
закись азота забирается компрессором и, пройдя осушительную
колонку (с хлористым кальцием), нагнетается в аккумулятор газа
под давлениеьМ 4—6 ат (рис. 36). Ни в* коем случае не следует пре-
вышать установленного для аккумулятора давления, а также пользо-
ваться для нагнетания закиси азота неисправным компрессором.
Из аккумуляторов закись азота через сушильную колонку по
мере надобности подается на операцию азидирования.
На некоторых установках хранение закиси азота осуществляется
непосредственно в газгольдере сравнительно большой емкости.
Давление в газгольдере 280—300 лш водяного столба. Подача газа
на операцию азидирования произво-
дится -непосредственно из газгольде-
ра через систему сушильных колонок.
В таких случаях необходимость хра-
нения газа под давлением 4—6 ат и
необходимость последующего его ре-
дуцирования перед «пуском в аппара-
туру азидирования отпадают.
’ Обращаться с хранилищами заки-
си азота, находящимися под давле-
нием, необходимо очень осторожно:
беречь от огня, ударов, нагревания и
сильных толчков, чтобы избежать по-
вреждения оболочки и вентилей.
Одним из важнейших условий нормальной работы по получе-
нию закиси азота является соблюдение чистоты аппаратуры и про-
изводственных помещений. При сдаче смены необходимо проверять
исправность аппаратуры и коммуникации и проводить тщательную
уборку всего помещения. Кроме того необходимо внимательно
следить за исправным состоянием и действием приточно-вытяжной
вентиляции.
б) Амид натрия
Амид натрия представляет собой большей частью белую лучи-
стую кристаллическую массу, слегка окрашенную в зеленовато-се-
рый цвет.
Удельный вес амида натрия 1,30. При нагревании до 206—208°
он начинает плавиться, а при дальнейшем нагревании возгоняется,
частично разлагаясь. При перегонке в вакууме начинает разла-
гаться с 330° и при 450° разлагается полностью. Расплавленный
амид натрия растворяет металлический натрий без химического
взаимодействия, образуя прозрачный раствор темноголубого или
синего цвета. При продолжительном лежании на воздухе амид
натрия полностью разлагается.
Очень энергично реагирует с водой, образуя щелочь и аммиак
по уравнению:
NaNH2 + Н2О — NaOH + NH3.
С минеральными кислотами реагируют очень бурно со взрывом,
образуя соответствующие соли:
NaNH2 + 2НС1 ->NaCl + МН4С1.
NaNH2 + 2HNO3—» NaNO3 + NH4NO3.
6*
DL Scientific Heritage of Russia
Азид свинца
С окислами азота в присутствии влаги образует различные соли
азотной и азотистой кислот.
Углекислота разлагает амид натрия с образованием сильней-
шего и опаснейшего яда — синильной кислоты HCN.
При прокаливании с углем дает цианамид натрия:
2NaNH2 + 2С— Na2CN2 + СН4.
При действии на влажную кожу вызывает болезненные ожоги.
Амид натрия применяется главным образом для различных
органических синтезов: красителей (индиго и др.) и для производ-
ства азида натрия.
Получается амид натрия при пропускании чистого сухого га-
зообразного аммиака через расплавленный металлический натрий.
Процесс протекает по реакции:
2Na + 2NH3— 2NaNH2 + Н2.
Для получения амида натрия служит специальный цилиндриче-
ский стальной аппарат, снабженный нагревающей электроспиралью.
Для контроля за температурным режи-
мом служит пирометр.
Загрузка аппарата металлическим на-
трием производится через специальное
загрузочное отверстие в крышке аппарата.
Для отвода образующихся при реакции
газов служит специальная отводная труба
в верхней части аппарата, а для выпуска
готового амида натрия в .нижней части
аппарата имеется спускной кран.
Аммиак подводится по специальной
Рис. 37. Амидный аппарат трубе (барботер), пропущенной в аппарат
почти до самого дна и заканчивающейся
спиралью с отверстиями для выхода аммиака в -массу расплавлен-
ного металлического натрия (рис. 37).
Металлический натрий доставляется. на завод кусками по
800—1000 г. Эти куски разрезаются специальным ножом, на обитом
железом столе, на более мелкие части по 100—150 г и уже в таком
виде загружаются в амидный аппарат.
Употребляемый для резки металлического натрия нож, а так-
же и резиновые перчатки должны быть совершенно1 сухими: глаза
работающих защищаются очками для предохранения от попадания
в них частиц натрия.
До загрузки амидный аппарат предварительно должен быть
подготовлен. Для этого он сначала очищается и проверяется, а
затем нагревается для просушки до 150° и продувается слабым
током аммиака 90—100 г в час. Это делается для освобождения
аппарата от влаги и воздуха.
Продувка током аммиака продолжается также во время/
загрузки аппарата металлическим натрием. Загрузка аппарата
в зависимости от размеров и конструкции колеблется в пределах
от 12 — 14 кг.до 24 — 26 кг. Когда аппарат загружен, он плотно закры-
вается, и температура подымается до 380°. С достижением этой
аммиака усиливается до 500-600 г в час. Даль-
Полуфабрикаты
85
нейшее ведение процесса производится при постоянной темпера-
туре в 360° 'с допуска ем ыми отклонениями в ту или другую сто-
рону «в 20°. Температура определяется гальванометрическими
пирометрами.
Количество 'пропускаемого в аппарат для реакции аммиака
контролируется по убыванию в весе аммиачного- баллона, стоя-
щего во время работы! на весах, и по скорости образования
пузырьков газа в контрольной банке с водой. Принятый на неко-
торых заводах метод контроля сжиганием выделяющегося при
реакции водорода (при условии нормальной работы аппарата
получается большое, ровное, непрерывающееся и не дающее от-
дельных вспышек пламя) в непосредственной близости от аппара-
туры не рекомендуется как опасный в отношении взрыва, так как
водород образует с воздухом сильно взрывчатые смеси («гремучая
*смесь»).
Давление и ток аммиака во время реакции амидирования
необходимо поддерживать ровными, не допуская резких колеба-
ний, которые могут повести к переброске реагирующей массы
в трубы и наружу.
В случае увеличения давления в аппарате сверх допустимого
выходная труба должна быть прочищена с соблюдением соответ-
ствующих мер предосторожности (очки, перчатки и т. д.).
Образовавшийся в результате реакции амидирования амид
натрия как более тяжелый (удельный вес его 1,30), чем расплавлен-
ный натрий (удельный вес которого 0,97), опускается в низ аппа-
рата. Верхний слой расплавленного натрия продолжает реагиро-
вать с поступающим по трубе аммиаком, образуя амид натрия.
Выделяющиеся при реакции водород и избыток аммиака отво-
дятся по газовой трубе в вытяжной шкаф, где аммиак погло-
щается в бутылях с водой, образуя нашатырный спирт, а выходя-
щий водород выпускается* в атмосферу вне здания. Сжигать
его в целях безопасности, чтобы не вызвать взрыва газа и пожара,
запрещается. Контроль выходящих газов осуществляется анализом,
причем к концу реакции амидирования должно быть не более
1—1,5% водорода.
Во- время реакции чрезвычайно важно поддерживать темпера-
туру на одном уровне в пределах 340 — 380°, так как амид натрия,
полученный при более низкой температуре, сильно загрязнен при-
месями других соединений, а при более высокой температуре
начинает падать скорость реакции амидирования и кроме того
происходит возгонка продукта, т. е. потеря амида натрия.
Повышение температуры до известного предела благоприятно
влияет на скорость реакции, повышая ее. Однако при повышении
температуры свыше 370—380° скорость реакции опять начинает
резко падать. Кроме того при таком повышении имеют место
отмеченные ранее (вредные явления — возгонка амида и др. Эти
данные подтверждаются исследованиями в этой области Броуна и
Денниса и практикой заводов.
Продолжительность реакции амидирования сильно колеблется
в зависимости от количества пропускаемого аммиака и темпера-
туры реакции. Так как скорость реакции сначала некоторое время
растет до максимума, а затем к концу реакции падает, то и ко.ти-
DL Scientific Heritage of Russia .
86
Азид свинца
чество пропускаемого аммиака надо соответственно регулировать.
При оптимальной температуре в 350—370° продолжительность реак-
ции обычно колеблется в пределах от 20 до 25 часов.
Очень вредно отзывается на качестве конечного продукта так
называемое «переамидирование», т. е. пропускание аммиака
в аппарат после того как весь металлический натрий прореагировал
и образовал амид натрия. Переамидирование ведет к разрушению
готового амида натрия и образованию вредных примесей.
В процессе работы с металлическим натрием (резка, загрузка
в амидный аппарат и т. д.) возможно случайное воспламенение его
от попадания огня, воды или сильного нагрева.
В случае воспламенения металлического натрия возникший
огонь необходимо тушить исключительно сухим песком или огне-
тушителем с углекислотой, ни в коем случае не применяя водуч
ввиду отмеченной способности натрия бурно реагировать с ней,
образуя горючий и взрывчатый, в смеси с воздухом, водород.
В случае воспламенения металлического натрия в амидном
аппарате последний необходимо плотно закрыть и дать усиленный
ток аммиака для прекращения, горения..
В процессе самой работы и при сдаче смены необходимо тща-
тельно поддерживать чистоту аппаратуры и помещений.
в) Азид натрия
Азид натрия служит исходным продуктом для получения дру-
гих азидов, в частности азида свинца. Азид натрия представляет
собой довольно крупные кристаллы гексагональной системы обыч-
но прозрачные, в массе белые.
Технический азид натрия вследствие загрязнения его солями
железа имеет желтовато-серый оттенок.
Удельный вес азида натрия 1,846. е Вследствие гидролиза вод-
ный раствор азида натрия имеет щелочную реакцию. Азид натрия
хорошо растворим вводе; так, при 17° 1 л раствора азида натрия
содержит 295 г безводного вещества (или 29,5 г на 100 частей
воды). В спирте азид натрия растворяется очень плохо-, чем поль-
зуются при отделении его от щелочи. В эфире нерастворим совер-
шенно.
Минеральными кислотами разлагается с образованием соответ-
ствующих солей и азотисто-водородаой кислоты:
NaN3 + НС1 — NaCl + NsH.
NaN3 + HNO3— NaNO3 + N3H.
При постепенном нагревании азид натрия разлагается на
металлический натрий и свободный азот. Это разложение проте-
кает примерно при температуре около 280°:
• 2NaNs2Na + 3N2
При кратковременном резком нагревании до высокой темпера-
туры азид натрия дает вспышку. При зажигании спокойно сго-
рает, образуя интенсивно желтое яркое пламя.
Несмотря на то что азид натрия является солью чрезвычайно
неустойчивой взрывчатой азотисточводородной кислоты-, сам он
стоек и не чувствителен к механическим воздействиям — трению.
DL Scientific Heritage of Russia
Полу фабр икаты
87
и ударам — и легко переносит далекие перевозки. При нормаль-
ных условиях он ’не летуч и <в чистом виде не гигроскопичен.
Азид натрия употребляется, как уже было сказано, для полу-
чения азидов тяжелых металлов. Для изготовления азида свинца
технический азид натрия (в твердой фазе) должен удовлетворять
следующим условиям: цвет желтоватый или чисто белый, содержа-
ние NaN3 не менее 88%, содержание примесей (щелочи, соды и
нерастворимого в воде остатка) не более 12%.
Азид натрия получается в специальном азидном аппарате при
действии на расплавленный амид натрия закисью азота:
NaNH2 + N2O -> NaN3 + Н2О.
нго*ын3 н2о
Рис. 38. Азидный аппарат
Выделяющаяся вода в свою очередь реагирует с амидом натрия:
NaNHa + Н2О— NaOH + NH3.
Суммируя обе реакции, имеем:
2NaNH2 + N2O -» NaN3 + NaOH + NH3,
т. e. выход азида натрия равен 45 — 50% взятого амида.
Азидный аппарат (рис. 38) представляет собой горизонтально
расположенный цилиндрический стальной аппарат, снабженный
валом с насаженными на него 60 лопастями. Внутри корпуса аппа-
рата насажены зубцы, приходящиеся между лопастями — метате-
лями вала, назначение которых усиливать перемешивание реаги-
рующей массы. Таких зубьев в аппарате 58.
К крышке аппарата подведен трубопровод для впуска воды
и закиси азота, трубопровод для выхода образующихся при реак-
ции газов и кран для спуска готового раствора азида натрия.
Аппарат снабжен спиралью электронагрева. Температура кон-
тролируется при помощи пирометра. Полученный амид натрия
в расплавленном состоянии через специальный спускной кран
пускается в азидный аппарат, после чего спускной кран закры-
вается.
Азидный аппарат предварительно подготавливается. Подготовка
заключается в том, что аппарат тщательно промывается водой
от остатков предыдущей реакции и сушится при температуре 220°
DL Scientific Heritage of Russia
88
Азид свинца
в слабом токе аммиака, чтобы освободить его от следов влаги,
щелочи и азида. В случае пуска в работу аппарата после остановки
необходимо предварительно удостовериться в ’наличии и исправ-
ном состоянии коммуникации и вспомогательных приборов и
аппаратов.
В подготовленный и высушенный аппарат пускается расплав-
ленный амид натрия, причем предварительно приводится в движе-
ние мешалка на малые обороты. При температуре 220° в аппарат
начинают .пропускать закись азота.
Интенсивность перемешивания реакционной массы осуществ-
ляется следующим образом. Вначале, в течение 3—4 час., мешалка
работает при небольшом числе оборотов — около 90 об/мин.,
затем -в течение всего остального .времени азидирования — при
250 — 300 об/мин. Такое регулирование интенсивности перемешива-
ния производится с той целью, чтобы предотвратить забивание
штуцеров аппарата амидом натрия и получающимися густыми,
неплавкими продуктами реакции.
Закись азота для реакции поступает из аккумулятора, прохо-
дит цилиндрическую сушильную колонку с безводным хлористым
кальцием, редуктор давления газа и пылеотделитель. Высушивание
поступающей в азидный аппарат закиси азота от влаги имеет
очень большое значение, так как влага, попадая в аппарат с ами-
дом натрия и бурно реагируя с ним, может вызвать разрыв аппа-
рата. Кроме того влажность даже в малых количествах понижает
выход потового продукта.
Закись азота для азидирования берется в избытке, чтобы
обеспечить полноту образования азида натрия. Избыток закиси
азота с образовавшимися при реакции аммиаком и водяными па-
рами выходит из аппарата по отводящей трубе и, пройдя
через пылеотделитель, бак с раствором серной кислоты (1 ч.
кислоты на 5 ч. воды), сушильную колонку (с безводным хлори-
стым кальцием) и счетчик газа, собирается в резиновом газголь-
дере.
В баке с. серной кислотой поглощается аммиак; в сушильной
колонке закись азота освобождается от влаги, и .очищенная таким
образом отработанная закись азота собирается в газгольдер, из
которого снова поступает в производство. Конец реакции азиди-
рования определяют по количеству закиси азота, пошедшей на
реакцию, и по- окончанию- выделения аммиака. Продолжитель-
ность-реакции определяется следующими факторами.
1) Интенсивностью перемешивания. Так как при реакции обра-
зуются густые, неплавкие при указанных температурах вещества,
могущие образовать корку на амиде натрия или вовсе забить
аппарат, то необходимо тщательно следить за правильным пере-
мешиванием реагирующей массы.
2) Чистотой идущей на азидирование закиси азота. Большое
количество примесей, особенно кислорода, замедляющего реакцию
и ухудшающего выход, влаги, разлагающей амид натрия, а также
окислоё азота, разлагающих и амид и азид натрия и портящих
аппаратуру, совершенно не допустимо. В этом отношении очень
выгодно пользоваться закисью азота, сжиженной и хранящейся
в баллонах.
DL Scientific Heritage of Russia
Полу фабр икат ы
89
3) Скоростью протекания закиси азота. При увеличении силы
тока закиси азота до некоторого предела (когда дальнейшее по-
вышение скорости тока закиси азота уже не будет влиять на ско-
рость реакции) реакция ускоряется. Эта скорость пропускания за-
киси азота обычно устанавливается производственным опытом.
Продолжительность азидирования -колеблется в пределах от
25 до 35 час., а при нормальной работе и правильно установленном
газовом и температурном режиме — обычно около 30 час.
По окончании реакции азидирования и остановки аппарата
производится выщелачивание образовавшихся продуктов: щелочи
и азида натрия. Для этого после остановки аппарата прекра-
щается подача в аппарат закиси азота, выключается обогрев,
реакционная масса охлаждается до 100— 120", и в аппарат, при ма-
лом числе оборотов, постепенно - начинают подавать воду. Эта
операция требует особой осторожности, так
как вследствие неправильного или недоста-
точного перемешивания в аппарате могут
образоваться частицы амида натрия, покры-
тые пленкой азида натрия; большое количе-
ство воды, реагируя с остаточным амидом
натрия, может вызвать разрыв корпуса аппа-
рата. В случае очень бурного выделения при
выщелачивании аммиака пуск воды следует
временно прекратить и только после полного
прекращения выделения аммиака воду можно
пустить через все патрубки полными стру-
Рис. 39. Вакуум-выпари-
ватель
ями.
На определенное количество азида на-
трия для выщелачивания берется определен-
ное количество воды из соотношения 1:10.
Выщелоченный 'раствор азида натрия в целях освобождения от
гидрата окиси железа поступает в бак, в котором охлаждается и
фильтруется через вакуум-воронку.
Остатки продуктов' реакции в азидном аппарате вторично вы-
щелачиваются таким же количеством -воды и полученный раствор
сохраняется для выщелачивания следующей загрузки азидного
аппарата. Отфильтрованный раствор через монокюс поступает
в выпарной аппарат для очистки азида натрия от щелочи.
Вакуум-выпариватель, куда; спускается очищенный раствор
выщелоченного азида, представляет собой цилиндрический аппа-
рат из листовой стали объемом около 260 л, окруженный паровой
рубашкой и снабженный плотно закрывающейся крышкой
(рис.- 39). Выпаривание раствора производится при разрежении
60—70 Cai ртутного столба, при котором температура кипения рас-
твора равна приблизительно 80—90°.
Выпаривание ведется до достижения плотности раствора
1,45—1,50, при которой концентрация едкого натрия достигает
40%. При этой концентрации и плотности раствора азид натрия
уже начинает выпадать в осадок.
'Нагревание аппарата производится паром с давлением
в 2—3 ат, пускаемым в змеевик паровой рубашки вакуум-выпари-
вателя. По достижении нужной концентрации и плотности упа-
DL Scientific Heritage of Russia
$0
Азид свинца
риваемого раствора паровое обогревание прекращается1 и аппа-
рату дается водяное и воздушное охлаждение. При охлаждении
раствора пускается в ход мешалка. При этом происходит оседание
из раствора азида натрия. Охлажденный раствор с осадком азида
натрия (без прекращения работы мешалки) спускается из вакуум-
выпаривателя на нутч-фильтр. Фильтрующим материалом служит
фланелевое полотнище, уложенное на диск вакуум-фильтра. Филь-
трование ведется при вакууме, последовательно увеличиваемом
с 20 до 60 см ртутного столба.
Отфильтрованный азид натрия отсасывается с помощью ваку-
состояния. Затем на поверхности
ума на фильтре до сыпучего
отфильтрованного азида натрия
Рис. 40. Общая схема производства азита
натрия.
/ —баллон с аммиаком; 2 —амидирование натрия;
3—аккумулятор с закисью азота: 4 — азидирование
5—подача воды; б—упаривание щелока азида натрия;
7—отсос азида натрия; 8—сушка азида натрия 9—
вакуум-насос
азида натрия, как-то:г упаривание,
нимают около 10 час.
заминаются трещины и неровности
и он промывается от остатков
щелочи сперва дестиллирован-
ной водой, а потом неболь-
шим количеством спирта
(96е). После отсоса спирта
азид натрия сушится на чис-
тых противнях, по 2—3 кг на
каждом, в сушильных камерах
при температуре 90—100°.
Принятая на -некоторых заво-
дах сушка на калориферных
батареях продолжительностью
о.коло двух суток нежела-
тельна вследствие пыльности,
непроизводительности и опас-
ности в пожарном отношении
подобного процесса.
Все операции до сушки
фильтрование й промывка за-
Высушенный азид натрия можно хранить в жестяных коробках
с плотно закрывающимися крышками.
На рис. 40 приводится общая схема производства азида
натрия.
Вышеизложенный способ очистки азида натрия от щелочи ме-
тодом кристаллизации, вернее путем выпаривания, с последующей
кристаллизацией продукта на некоторых производствах заменяется
методом химической очистки, т. е. очистки путем обработки щелоч-
ного раствора азида натрия раствором азотнокислого кальция. При
взаимодействии растворов обоих .реагентов натриевая щелочь
переводится в гидрат окиси кальция по реакции:
-2NaOH + Ca(NO3)2 —Са(ОН)2 + 2NaNO3.
Процесс ведется следующим образом. Выщелоченный раствор
азида натрия из азидного аппарата через монжюс подается на
нутч-фильтр, на котором^ отфильтровывается от гидрата окиси
железа, затем подается в специальный аппарат для очистки.
Емкость аппарата составляет около 250 л; аппарат снабжен механи*
ческой мешалкой с приводом от электродвигателя. К раствору
азида натрия при перемешивании его в аппарате заливается соот-
DL Scientific Heritage of Russia
Свойства азида свинца
91
ветствующее количество (по расчету) азотнокислого кальция. После
некоторого отстаивания раствор спускают вместе с выпавшим
осадком гидрата окиси кальция на нижестоящий нутч-фильтр.
Раствор, освобожденный таким образом от щелочи,
фильтруется и перегоняется в цистерну-хранитель, из которой по-
• ступает на операцию приготовления растворов для осаждения
азида свинца.
При данном методе отпадают операции сушки продукта и хра-
нения его в твердом виде, что, бесспорно, облегчает и сокращает
технологический процесс и в значительной мере повышает безо-
пасность производства.
3. Свойства азида свинца
При взаимодействии растворов азида натрия и нитрата свинца
азид свинца осаждается в виде белого, мелкокристаллического по-
рошка. Осаждение ведется при температуре 15—20° избытком
азотнокислой соли свинца. Размерность кристаллов полученного
таким образом азида свинца составляет от 0,002 до 0,04 aim. При
осаждении азида свинца из горячих •растворов образуется неустой-
чивый взрывчатый продукт; при этом может выпадать кристалли-
зующийся азид свинца с повышенной размерностью кристаллов
(до 3—5 мм) и повышенной против нормальной чувствительностью
к внешним механическим воздействиям. Осаждение азида свинца
при повышенных температурах (80—100°) в силу этого является
чрезвычайно ответственной и опасной операцией.
При недостатке азотнокислой соли для осаждения азид свинца
получается в виде аморфного плохо фильтруемого осадка.
Нормально осажденный мелкокристаллический азид свинца
фильтруется, промывается водой, флегматизируется и сушится при
температуре около 40°.
Исследования различных авторов приписывают азиду свинца
различный удельный вес. Так, наши исследователи принимают
удельный вес азида свинца равным 4,73. Брунсвиг указывает удель-
ный вес 4,90, Велер и Крупно 4,79. Гравиметрическая плотность
азида свинца в гранулях 1,17—1,2.
Растворимость азида свинца сильно разнится в зависимости от
взятого растворителя. Так, по многочисленным опытам Курциуса
и других исследователей азид свинца практически не растворим
в холодной воде и очень плохо растворяется в1 горячей. Проф. Со-
лонина приводит следующие цифры растворимости азида свинца
в воде: 1 л воды при температуре 18° растворяет 0,23 г азида
свинца, а при температуре 70°—0,90 г, т. е. горячая вода раство-
ряет примерно вчетверо большее количество азида свинца, чем
холодная.
При охлаждении горячих растворов азида свинца он выкристал-
лизовывается в виде больших, до одного сантиметра длиной, иголь-
чатых бесцветных кристаллов, чрезвычайно неустойчивых и взрыв-
чатых.
Значительно лучше, чем в воде, азид свинца растворяется
в водных растворах некоторых солей, как например азотнокислого
и в особенности уксуснокислого натрия, причем нагревание раство-
ров также значительно повышает растворимость азида свинца.
DL Scientific Heritage of Russia f
92
Азид свинца
1 л 4-нормального раствора NaNO3
NaNO3
CH3COONa
CH3COONa
при температуре в 18° растворяет
1,25 г азида свинца,
при температуре в 80° растворяет
4,87 г азида свинца,
при температуре в 18° растворяет
15,42 г азида свинца,
при температуре в 80° растворяет
20,20 г азида свинца.
Едкие щелочи постепенно разлагают азид свинца с образова-
нием соответствующего щелочного азида:
Pb(N3)2 + 2NaOH — Pb(OH)2 + 2NaN3.
При -большом избытке щелочи идет дальнейшая реакция обра-
зования плюмбита натрия:
РЬ(ОН)2 + 2NaOH -•> Pb(ONa)2 + 2Н2О.
В целом реакция идет по следующему суммарному уравнению:
Pb(N3)2 + 4NaOH — Pb(ONa)2 + 2NaN3 + 2H2O.
При растворении азида свинца в теплой уксусной кислоте он
постепенно разлагается с выделением азотистоводородной кислоты
с образованием уксуснокислого свинца (свинцового сахара):
Pb(N3)2 + 2СН3СООН Pb(CH3COO)2 + 2N3H.
Минеральные кислоты, т. е. серная, соляная, азотная и др., дей-
ствуют на азид свинца очень энергично, разлагая его с образова-
нием свинцовой соли соответствующей кислоты и азотистоводо-
родной кислоты:
РЬ(Х3)2 + 2НС1-' РЬС12 + 2N3H.
т
строения довольно
механическим воздей-
б
Рис. 41. Форма кристаллов азида
свинца.
л*—альфа-азид, б— бэта-азид
По литературным данным известны две изомерных формы азида
свинца: альфа-азид и бэта-азид, различающиеся по своим кристал-
лическим формам, удельному весу и
стойкости (рис. 41).
Альфа-азид, удельного веса 4,79,
получается обычным методом двой-
ного обмена, как это было описано
выще, между азидом натрия и азотно-
кислым свинцом в нормальных усло-
виях. Мелкие белые кристаллы орто-
ромбического
устойчивы к
ствиям.
Бэта-азид образуется при полу-
чении азида свинца методом диффу-
зии или при определенных условиях
осаждения 3,4%-ного раствора азида натрия 4%-ным раствором
азотнокислого свинца. Однако ни первым, ни вторым методом чи-
стый бэта-азид от альфа-формы получен не был.
Удельный вес бэта-азида 4,93. Образуется он в виде длинных
кристаллических игол моноклинического строения. В воде и в рас-
творах свинцовых солей легко переходит, вследствие перекристал-
лизации, в альфа-форму. Бэта-азид крайне неустойчив и взрывчат.
DL Scientific Heritage of Russia * •
Свойства азида свинца
93
Так, по указаниям Майлса, -малейший внешний импульс— удар,
поломка кристалла и другие самые незначительные казалось бы
причины вызывают взрыв бэта-азида.
По наблюдениям Курциуса и Риссом при кристаллизации азида
свинца из доведенных до кипения концентрированных растворов
получаются длинные кристаллы, детонирующие самопроизвольно
под водой, повидимому кристаллы бэта-азида. t
Помещенные в темное помещение, сухие кристаллы азида
свинца могут храниться годами.
Таким образом чувствительность и устойчивость азида свинца
в высшей степени зависят от его физических свойств и в1 первую
очередь от кристаллического строения.
Азид свинца подвержен действию света. Так, на свету поверх-
ность азида свинца по прошествии некоторого времени окраши-
вается в желтый цвет. Однако если при этом разложившийся от
действия света поверхностный слой азида свинца не будет все время
удаляться стряхиванием или другим способом, то, как показывают
работы Велера, потемнение кристаллов азида свинца произойдет
только в поверхностном слое, а более глубоко лежащие слои кри-
сталлов, защищенные от света разложившимся верхним слоем,
никаких изменений не испытывают. Если же потемневший поверх-
ностный слой все время удалять встряхиванием или другим спосо-
бом, то в результате длительного освещения азид свинца может
разложиться совершенно и потерять свои взрывчатые свойства.
При разложении азида свинца от действия света происходит
постепенная потеря им азота:
Pb(N3)2—Pb + 3N2.
На азид свинца, находящийся под водой, свет также действует,
разлагая его на азот, аммиак, азотисто-водородную кислоту и основ-
ной азид свинца.
Азид свинца, так же как и гремучая ртуть, изменяется при про-
должительном нагревании, однако значительно «медленнее, чем гре-
мучая ртуть, и при равных условиях испытания разлагается меньше.
Нагретый до 115° в темноте, он сохраняет свои взрывчатые свой-
ства сравнительно долго — в течение суток и дольше (Велер). Бу-
дучи нагрет до 170°, начинает заметно уменьшаться в весе за счет
потери азота, а при 200е и выше азид свинца разлагается уже
довольно быстро.
Температура вспышки азида свинца значительно выше темпе-
ратуры «вспышки других применяемых инициирующих взрывчатых
веществ. Вследствие разнообразия способов и условий определения
разными авторами указывается различная температура вспышки:
Бубнов дает 308°, Мартин 327°, Велер 345°, Гич 360° и т. д. Обычно
принимаемая температура вспышки для азида свинца равна 327°.
Высокая температура вспышки и сравнительно большая тепло-
емкость спрессованного в капсюлях азида свинца объясняют неко-
торую трудность воспламенения его лучом огня, худшую, чем у гре-
мучей ртути. Эта трудность воспламенения азида свинца является
одним из крупнейших его недостатков. Поэтому в капсюли, сна-
ряженные азидом свинца, добавляется другое, значительно легче
воспламеняющееся от луча огня вещество, с более низкой темпера-
DL Scientific Heritage of Russia
94
Азид свинца
турой вспышки. В качестве такого вещества обычно применяется
тринитрорезорцинат свинца. Напрессовка некоторого количества
тринитрорезорцината свинца на заряд азида^ свинца имеет еще и ту
хорошую сторону, что он является устойчивым по отношению
к углекислоте и влаге и предохраняет азид свинца от их воздей-
ствия.
Чувствительность к удару у азида свинца также значительно •
ниже, чем у гремучей ртути. На копре Велера она измеряется пре-
делами 100—225 мм при грузе 700 г. Чувствительность азида свинца
можно значительно повысить. Так, по данным Ферга азид свинца,
смешанный с кварцевым песком/ становится значительно чувстви-
тельнее гремучей ртути к трению.
Чувствительность азида свинца к наколу жалом настолько
низка, что не позволяет применять его в чистохм виде в капсюлях-
детонаторах, действующих от накола жалом. Изменение формы
жала при испытаниях на накол не показывает’ увеличения чувстви-
тельности; прибавление толченого стекла хотя и повышает чувстви-
тельность азида свинца к наколу и трению, но все же остается еще
значительный процент неполных взрывов. Кроме того добавление
стекла совершенно недопустимо в производстве снаряжения
с точки зрения технической безопасности производства, так как
азид свинца с такими примесями становится исключительно опас-
ным в обращении (опыты Ферга).
На металлы сухой азид свинца не действует, но в присутствии
влаги и углекислоты он способен реагировать с медью,, образуя
чрезвычайно неустойчивый и опасный азид меди. Поэтому приме-
нение медных оболочек для азидных капсюлей совершенно недо-
пустимо. Попытка применить их в свое время вызвала несколько
катастроф, например в горной промышленности Германии.
Металлами, на которые азид свинца вообще не действует,
являются алюминий и никель. Ввиду сравнительной дороговизны
никеля оболочки азидных капсюлей обычно делаются из алюминия
или из плотной бумаги.
Азид свинца выгодно отличается от гремучей ртути отноше-
нием к прессованию под давлением. Если для гремучей ртути
давление при прессовании в 500—600 ат снижает ее инициирующую
способность, а применение еще более высоких давлений ведет
к запрессовке ее «намертво», когда инициирующая способность
гремучей ртути совсем исчезает и она при воспламенении спокойно
выгорает, азид свинца не теряет своих инициирующих свойств и
при высоких давлениях (2000 ат и выше).
Необходимо однако заметить, что сказанное об отношений
азида свинца к прессованию относится только к чистому азиду
свинца. Практические работы с применением азида свинца, флегма-
тизированного раствором парафина в бензине до содержания пара-
фина около 2%, показывают, что при давлениях порядка 600 ат и
выше инициирующая способность спрессованного флегматизирован-
кого азида свинца снижается настолько, что капсюли в отдельных
случаях дают неполную детонацию.
Азид свинца детонирует под влиянием •' тех же простейших
импульсов, что и гремучая ртуть: удара, воспламенения, трения
и т-. д.
DL Scientific Heritage of Russia
Технология производства азида свинца
95
Детонация азида свинца происходит с выделением свободного
азота свинца и значительного количества (260 ккал/кг азида свинца)
тепла, т*. е. протекает по реакции:
Pb(N3)2 -» 3N2 + Pb + Q.
Температура взрыва азида свинца — около 4100°. Объем выде-
ляющихся газов около 350 л/кг азида свинца.
Инициирующее действие азида свинца значительно сильнее, чем
гремучей ртути, т. е. азид свинца значительно полнее и легче вызы-
вает детонацию других взрывчатых веществ. Об этом можно судить
по количеству гремучей ртути и азида свинца, которое необходимо,
чтобы вызвать детонацию равных количеств других взрывчатых ве-
ществ, в частности 1 г тетрила и 1 г тротила (табл. 9).
Таблица 9
Инициирующие взрывчатые вещества Бризантные взрывчатые вещества Тетрил Тротил
Гремучая ртуть (в г) z Азид свинца (в г) 0,29-0,30 0,36 0,025—0,03 0,09
Скорость детонации азида свинца несколько больше, чем у гре-
мучей ртути: у гремучей ртути около 4500—5000 м/сек, у азида
свинца около 5000—5300 м/сек.
Нарастание скорости взрывчатого разложения, вплоть до ско-
рости детонации, у азида свинца наступает почти мгновенно, тотчас
по возбуждении взрывного импульса. Так, если поджечь спичкой на
картоне гремучую ртуть и азид свинца (в малых количествах), то
последний взрывает с резким звуком и пробивает картон, в то время
как гремучая ртуть дает лишь вспышку и картон остается целым.
Влажность азида свинца лишь незначительно влияет на его
взрывчатые' свойства. Даже при влажности азида свинца в 30%
восприимчивость к детонации почти не изменяется.
Рассмотренные свойства азида свинца, выгодно отличающие его
как мощное инициирующее взрывчатое вещество, не боящееся
влаги, стойкое к неблагоприятным температурным влияниям, вы-
двигают его на одно из первых мест в области снаряжения
капсюлей-детонаторов.
4. Технология производства азида свинца
Изготовление азида свинца методом осаждения сводится к сле-
дующим основным операциям: а) приготовление растворов азида
натрия и азотнокислой соли свинца, б) осаждение азида свинца,
в) фильтрация и промывка, г) флегматизация, д) грануляция,
е) сушка, ж) сортировка, з) хранение.
а) Приготовление растворов
Приготовление раствора азида натрия производится в отдель-
ном помещении, связанном с другими производственными кабинами:
общим коридором.
DL Scientific Heritage of Russia
•96
Азид свинца
100-8
Растворение азида натрия производится в фарфоровом
саке-растворителе емкостью около 150 л при комнатной темпе-
ратуре.
В бак загружается технический азид натрия и дестиллиро-
ванная вода из расчета получения раствора 8%-ной концентрации
в пересчете на чистый 100%-ный NaNs. Расчет навески произво-
дится следующим образом:
100—.V
а—8
где Аг процентное содержание NaNs в техническом продукте, а —
навеска азида натрия.
Таким образом концентрация раствора, установленная для про-
цесса, составляет постоянную величину 8%.
Кажущееся на первый взгляд расхождение в допускаемой для
осаждения азида свинца концентрации раствора между отдельными
заводами — 8 или 10%—в действительности отсутствует и объяс-
няется лишь способом расчета.
Процесс приготовления раствора азида натрия производится
•следующим образом. По загрузке азида натрия в бак-раствори-
тель в последний заливается 50—60 л дестиллированной воды.
Перемешивание осуществляется механической мешалкой, делающей
50—60 об/мин. По растворении нав’ески отбирается проба на опре-
деление щелочности раствора и в зависимости от содержания
TsaOH приливают некоторое количество раствора двууглекислой
соли натрия NaHCOs с целью освобождения раствора от гидрата
окиси натрия:
NaOH + NaHCO3— Na>CO3 + Н2О.
Расчет потребного количества бикарбоната производится по
формуле:
84-40 Ь84
у-b У~ *>’
•где b — щелочность раствора, у — количество бикарбоната.
Навеска бикарбоната в целях полноты протекания реакции бе-
рется в 2—2,5 раза больше вычисленной по формуле, т. е.
•Раствор бикарбоната приготовляется в отдельной посуде, и из
последней поступает в бак-растворитель азида натрия. После тща-
тельного перемешивания раствору азида натрия дают отстояться
30—40 мин. и по взятии пробы на щелочность добавляют к ра-
створу некоторое количество раствора азотнокислого кальция (или
бария) для очистки раствора от углекислых солей по реакции:
Ca(NOs)* + NasCOs - СаСОз + 2XaNO3.
Количество азотнокислого кальция берется из расчета содер-
жания углекислых солей в техническом продукте и обычно соста-
вляет 0,5—2 л 40%-ного раствора азотнокислого кальция.
DL Scientific Heritage of Russia
Технология производства азида свинца
97
Так как растворимость углекислого кальция весьма мала, прак-
тически достигается полное освобождение раствора от углекислых
солей. Проверка полноты очистки азида натрия осуществляется
контрольной пробой путем добавления к фильтрованному раствору
азида натрия свежей струи азотнокислого кальция. При данной
пробе не должно происходить явно выраженного «высаживания»
осадка СаСОз.
• Очищенный раствор азида натрия разбавляется дестиллировац-
ной водой до объема примерно 100 л, после чего фильтруется че-
рез вакуум-воронку и посредством вакуум-засасыв'ания подается
в мерники, откуда идет на осаждение азида свинца.
Раствор азотнокислого свинца приготовляется следующим
образом.
В бак-растворитель загружается 8,2 кг азотнокислой соли
свинца и заливается 82 л дестиллированной воды. При перемеши-
вании мешалкой с числом оборотов 50—60 в минуту
производится растворение соли при температуре
15—25°.
Таким образом концентрация раствора азотно-
кислого свинца устанавливается около 10%.
Бак-растворитель — алюминиевый или фарфоро-
вый, емкостью около 140—150 л (рис. 42).
Раствор РЬ(ЫОз)г фильтруется через вакуум-во-
ронку и с помощью вакуума засасывается в мерник,
откуда поступает на осаждение азида свинца.
Сами по себе процессы растворения азида на-
трия и азотнокислого свинца совершенно безопасны,
но здесь крайне важно следить за тем, чтобы аппа-
ратура и трубопроводы для азида натрия не употреб-
лялись под растворы азотнокислого свинца, и наобо-
рот, так как это может повести к образованию в них азида свинца
и случайному взрыву. Каждый мерник, трубопровод и аппарат
должны употребляться постоянно только под один раствор и
должны иметь соответствующие обозначения. При случайном про-
литии раствора на пол каждый из них в отдельности нужно осто-
рожно собрать губкой в соответствующую посуду, с водой, а пол
протереть влажной тряпкой.
Как в процессе самой работы по приготовлению растворов, так
и особенно по окончании ее вся аппаратура, помещение, рабочие
места, столы и пол должны промываться водой, причем не должно
допускаться опыление азидом натрия или азотнокислым свинцом.
Ввиду возможности выделения азотисто-водородной кислоты и
других вредных газов в процессе работы необходимо иметь в поме-
щении достаточно мощную вентиляцию.
Рис. 42. Бак-
растворитель.
б) Осаждение
Операция осаждения азида свинца производится в отдельной
кабине следующим образом.
В бак-осадитель самотеком из мерника заливается 10%-ный
раствор азотнокислого свинца и при вращающейся мешалке, с чис-
7 Зак. 2182.— Инициирующие взрывчатые «вещества
DL Scientific Heritage of Russia
98
Азад сванца
лом оборотов 50—60 в минуту, постепенно, тонкой струей, зали-
вается 8%-ный раствор азида натрия.
Осаждение должно производиться при температуре в 18—22°
зимой и 20—25° летом. Осаждение азида свинца при повышенной
температуре, выше 40°, небезопасно. Осаждение при температуре
выше 50—60° является весьма опасной операцией, так как обусло-
вливает получение крупных, игольчатого строения кристаллов вы-
сокой чувствительности.
Реакция осаждения протекает по уравнению:
Pb(NO3)2 + 2NaN3-> Pb(N3)2 + 2NaNO3.
Исходные реагенты Pb’(NO3)2 и NaN3 берутся в соотношении
3:1, т. е. практически устанавливается избыток азотнокислой соли
свинца в 18—20% против теории. •
Размеры образующихся кристаллов азида свинца при нормаль-
ном ведении процесса осаждения, при нормальной температуре
(около 20°) и концентрациях растворов NaN3 8% и Pb(NO3)2 10%
составляют 0,005—0,02 мм. При увеличении концентраций кристаллы
азида свинца получаются более мелкими, а при концентрации рас-
твора азида натрия ниже 4% возможно образование длинных
игольчатых кристаллов, весьма опасных в обращении.
Кроме факторов концентрации и температурного режима оса-
ждения на качество и размерность кристаллов азида свинца оказы-
вают влияние: интенсивность перемешивания, среда осаждения и
метод производства работ.
По завершении осаждения реакционной массе бака-осадителя
дают 3—5-минутную выдержку на отстаивание, после чего содер-
жимое бака спускают самотеком на нижестоящий нутч-фильтр.
Выход азида свинца из 1-й операции осаждения составляет
87—90% от теоретического.
Бак-осадитель — железный или фарфоровый емкостью около
100 .г с механической мешалкой (алюминиевой или деревянной),
с приводом от электромотора. Устройство его аналогично баку-
растворителю (рис. 42).
Точное и строгое выполнение всех необходимых требований
при осаждении (правильная концентрация растворов, необходимая
температура осаждения и др.) обеспечивает получение нормального,
чистого, мелкокристаллического азида свинца.
Так как операция осаждения азида свинца является взрыво-
опасной, то она производится в кабинке в отсутствии людей. На-
блюдение за ходом процесса производится через систему зеркал.
До и после каждой операции осаждения необходимо тщательно
проверять исправность и состояние аппаратуры и строго соблюдать
чистоту во всем помещении.
Для этого сначала проверяется чистота и исправность бака для
осаждения подводящих растворы и отводящих осевший азид
свинца резиновых трубок, мешалки и т. д. Затем проверяется об-
щее состояние и чистота во всем помещении кабины фильтрации
(в которой не допускается посторонних предметов), чистота и
исправность нутч-фильтра, вакуум-линии и кранов на ней. Обра-
щается особое внимание на исправное состояние зажима на трубке
спуска осажденного азида.
DL Scientific Heritage of Russia •
Технология производства азида свинца
99'
Несоблюдение этих основных требований при осаждении мо-
жет повести к загрязнению аппаратуры осадком азида свинца, к на-
коплению его и в результате к неожиданному взрыву.
Так, крупные производственные аварии при получении азида
свинца имели место в 1909 г. в Тройсдорфе (Германия).
расчета 8—10 л
Рис. 43. Нутч-
фильтр.
в) Фильтрация и промывка
Взмученный перемешиванием азид свинца самотеком поступает
по резиновой трубке на нутч-фильтр (рис. 43). Нутч-фильтр (желез-
ный, никелированный или фарфоровый) расположен в отдельной
смежной кабине.
Фильтрация производится через фланелевую ткань. Вакуум
при отсасывании держится не выше 60 см ртутного столба.
Отфильтрованный азид свинца здесь же, на нутч-фильтре,
дважды промывается дестиллированной водой из
воды на 1 кг азида свинца, затем ректифициро-
ванным спиртом из расчета 0,8—1 л спирта на 1 ат
азида свинца и авиационным бензином из рас-
чета 0,8—4 л бензина на 1 кт азида свинца.
Для обеспечения полноты промывки сокра-
щение этих количеств промывных жидкостей не
рекомендуется.
Как сама операция отсоса фильтрата, так и
все операции последующих промывок азида
свинца дестиллированной водой, спиртом и бен-
зином должны производиться при отсутствии
в кабине людей. Управление вакуумом, спуск
раствора на фильтр и заливка промывных жидкостей производятся
извне кабины. При заходе в кабину аппаратчика вакуум выклю-
чается, и сам процесс промывки приостанавливается.
Фильтрат, накапливающийся в нижнем баке нутч-фильтра,
в процессе фильтрования сливается через фланелевый фильтр
в систему ловушек, из которой поступает в канализацию. Посту-
пающие в канализацию промывные воды после прохождения
уловительной системы не должны содержать взвешенных частиц
продукта. Отстойная ловушка должна регулярно проверяться и
очищаться в специально установленные сроки, а содержимое ее
должно сжигаться или подрываться с соблюдением мер безопас-
ности, оговоренных специальной инструкцией по подрывным ра-
ботам.
Нельзя также допускать накопления азида свинца на дне ниж-
ней части нутч-фильтра, а в случае накопления нужно снять во-
ронку и смыть его дестиллированной водой в специальный фарфо-
ровый сосуд.
На некоторых заводах принят несколько другой метод очистки
фильтрата, а именно после сливания фильтрата через фланелевый
фильтр в отстойник он попадает в находящийся вне мастерской
керамиковый двухметровый колодец, где подвергается разложению
действием слабой азотной кислоты. Такая система очистки недопу-
стима, так как она создает опасный очаг возможного взрыва.
Аппаратуру и помещение нутч-фильтра необходимо содержать
в полной исправности и чистоте. Ни в коем случае не следует ра-
ъ
DL Scientific Heritage of Russia
Азид свинца
100
ботать на неисправном оборудовании — треснувшем фильтре, от-
стойнике и т. д. Нельзя также пользоваться неисправным, плохого
качества или рваным фильтровальным материалом.
Очистка фильтров от накапливающихся на них кристаллов
азида свинца производится после каждой операции с соблюдением
всех мер предосторожности, предусмотренных для этого специаль-
ной заводской инструкцией.
Чистка отстойных ловушек от накапливающихся в них остат-
ков азида свинца производится не реже одного раза в пятидневку.
г) Флегматизация
Операция флегматизации азида свинца, как и флегматизация
других инициирующих взрывчатых веществ, имеет две основных
цели: 1) некоторое понижение чувствительности инициирующего
взрывчатого вещества после флегматизации, что облегчает даль-
нейшую работу с ним, и 2) при флегматизации из очень мелких
отдельных кристалликов инициирующих взрывчатых веществ, обла-
дающих плохой сыпучестью, получаются значительно более круп-
ные, удобные для целей снаряжения грянули.
Азид свинца флегматизируется на нутч-фильтре непосред-
ственно после промывки. При этой операции особое внимание
должно обращаться на точное соблюдение норм флегматизирую-
щих материалов, чистоту их изготовления и равномерность
распределения флегматизатора. Последняя промывка азида свинца
авиационным бензином является уже подготовкой к флегмати-
зации.
Флегматизация азида свинца производится раствором пара-
фина в авиационном бензине. Флегматизирующий раствор
изготовляется отдельно заранее.
В случае если на производстве имеются отходы азида свинца
от предыдущих партий, так называемые «пыль» и «шишка», они за-
гружаются на нутч-фильтр отдельной партией, когда этих отходов
наберется достаточное количество для отдельной переработки.
В дальнейшем они проходят операции, аналогичные со свеже-
осажденным азидом свинца, — промывку спиртом, бензином,
флегматизацию и т. д.
Для правильной, хорошей флегматизации большое значение
имеет концентрация флегматизирующего раствора, температура
флегматизации и степень смешивания раствора с азидом свинца.
Поэтому очень важным является строгое соблюдение режима флег-
матизации. Температура раствора флегматизатора должна быть
25—30°.
Флегматизация, так же как и все предыдущие операции с ази-
дом свинца, должна производиться в закрытой кабине без людей.
Перед флегматизацией и во время нее категорически воспрещается
производить отжимку, перемешивание, подравнивание и др. подоб-
ные операции с находящимся на фильтре азидом свинца, так как
подобные операции легко могут вызвать взрыв его. После оконча-
ния флегматизации и освобождения нутч-фильтра рт азида свинца
должна быть тщательно вычищена и проверена вся аппаратура и ‘
производственное помещение.
DL Scientific Heritage of Russia
Технология производства азида свинца
101
Освобождение нутч-фильтра от флегматизированного азида
свинца по окончании флегматизации производится следующим
образом: после окончания отсоса флегматизирующего раствора и
выключения вакуума флегматизированный азид свинца осторожно
поднимается на фланелевом фильтре специальным подъемным кра-
ном (приводимым в движение извне кабины) и тотчас же перено-
сится на специальный стол, на котором продукт уже вручную
раскладывается по лоткам и поступает на операцию грануляции.
д) Грануляция
Грануляция производится с целью получения однородных, сы-
пучих гранулей азида свинца, необходимых для целей снаряжения.
Эта операция, производится в специальной отдельной кабине,
на деревянном протирочном станке, укрепленном на специальном
столе, обитом по -войлоку черной глянцевой клеенкой. Грануляция
производится протиранием флегматизированного азида свинца че-
рез шелковую сетку № 28. (Применение для целей грануляции ме-
таллических сит ни в коем случае недопустимо, так как может по-
вести к взрыву гранулируемого продукта.)
Протирка производится рабочим из-за железного щита при
помощи резиновой пластинки или пробки, укрепленной на деревян-
ной ручке, пропущенной через имеющуюся в щите прорезь. Шелко-
вая сетка натягивается на раму протирочного станка и протертые
через нее гранули азида свинца падают на лоток из плотной глян-
цевой бумаги, устанавливаемый внизу станка, под сеткой (рис. 29).
Одновременно можно гранулировать не более 300 г азида
свинца. Общее количество азида свинца, находящегося в кабине
грануляции, не должно превышать 1 кг. При этом азид свинца, не
находящийся непосредственно на станке грануляции, должен хра-
ниться за специальным железным щитом, а еще лучше в отдельной
камере при кабине.
В процессе работы кроме рабочего, непосредственно занятого
этой операцией, в кабине никого не должно быть.
В случае необходимости контроля процесса грануляции работа
по протирке должна быть приостановлена. В процессе работы не-
обходимо соблюдать большую осторожность при обращении с ази-
дом свинца, не допуская ударов, резких толчков или рассыпания
его. По окончании работы аппаратура и инструмент немедленно
тщательно протираются смоченной бензином губкой или же
тряпкой.
Гранулированный продукт до отправки его на сушку должен
храниться в отдельной кабине, причем в ней не должно быть одно-
временно более 3 Я|Г продукта.
После грануляции азид свинца передается на сушку.
е) Сушка
В настоящее время существует несколько методов1 сушки грану-
лированного азида свинца. Более старый метод заключается в том,
что гранулированный азид свинца, предварительно провяленный
в отдельной кабине на воздухе, при комнатных условиях пере-
DL Scientific Heritage of Russia
Азид свинца
102
носится на бумажных лотках в камерную сушилку. Последняя пред-
ставляет в этом случае такую же специальную кабину, как и ка-
бины осаждения, фильтрации и др., но снабжена деревянными
стеллажами с мягкой обивкой для установки на них лотков с гра-
нулированным продуктом. Высушивание происходит при темпера-
туре 40° в продолжение 16—18 час.
Не говоря уже о малой производительности сушилок подобного
устройства, необходимо отметить их большую опасность в смысле
возможного взрыва, так как накопление в помещении больших ко-
личеств сухого азида обусловливает опасность взрыва для всего
цеха. При больших загрузках подобных сушилок взрыв их отли-
чается очень большой силой и разрушительностью. В настоящее
время от подобного метода сушки за границей отказываются и
переходят на сушку азида свинца в вакуум-аппаратах Пассбурга
(рис. 24), зарекомендовавших себя на сушке гремучей ртути.
Вакуум-аппарат Пассбурга представляет собой горизонтальный
клепаный цилиндр с герметически закрывающейся при помощи
«барашков» крышкой на петлях. Внутри аппарата расположены
три полые плиты, соединенные трубопроводами с сетью водяного
нагрева и водяного охлаждения, так что имеется возможность
попеременно, в зависимости от необходимости, нагревать или охла-
ждать эти плиты. Наверху аппарата имеется отверстие, закрывае-
мое крышкой с резиновой прокладкой; такие же отверстия, но мень-
шего размера в виде изогнутых труб расположены в задней стенке
аппарата. Резиновая прокладка у крышек всех этих отверстий
обеспечивает герметичность аппарата во время работы его под
вакуумом. В случае взрыва эти отверстия служат для выхода обра-
зующихся газов. Кроме того в случае взрыва азида свинца сама
крышка аппарата под давлением газа открывается, давая газу вы-
ход, так как во время работы аппарата под вакуумом запирающие
крышку «барашки» открываются и крышка остается закрытой
исключительно под действием атмосферного давления (рис. 25).
Вакуум-разрежение в аппарате Пассбурга создается при по-
мощи в'акуум-насоса, соединенного с аппаратом герметическим
трубопроводом. Вакуум-насос помещается в отдельном машинном
помещении, имеющем самостоятельный вход из общего коридора
мастерской.
Пары воды, спирта и бензина, выделяющиеся при вакуум-
сушке, проходят через конденсатор (с охлаждением проточной
водой), где они конденсируются. Контроль работы аппарата Пасс-
бурга, т. е. .вакуума в аппарате, температура сушки и пр., произ-
водится при помощи контрольных приборов, находящихся непо-
средственно на аппарате, а также при помощи параллельных
приборов, выведенных из помещения вакуум-аппарата в машинное
отделение. Управление кранами аппарата также сдвоено и произво-
дится вне аппаратурного помещения. Это делается для того, чтобы
во время процесса сушки сделать излишним пребывание аппараТ-
чика в помещении вакуум-аппарата.
Сушка производится при вакууме 700—710 мм ртутного столба.
Температура воздушного пространства в аппарате при сушке
должна быть в пределах 40—45°. Температура контролируется
^тановленным в кожухе аппарата. Плиты аппарата
Технология производства азида свинца
103
должны быть покрыты листовым асбестом, и температура поверх-
ности их также контролируется отдельным термометром.
Азид свинца загружается в аппарат на специальных лотках,
причем вносить и ставить на плиты, а также снимать и выносить
нужно не более чем по одному лотку, избегая при этом встряхива-
ния, просыпания и т. д. Общий вес загрузки аппарата на одну
операцию сушки составляет 3 кг азида свинца. При установке лот-
ков в аппарат категорически воспрещается передвигать лотки
с азидом свинца по полкам аппарата.
Когда аппарат загружен, закрывают его крышку и плотно за-
жимают «барашками», после -чего включается вакуум. В процессе
работы аппарата в помещении не должны находиться люди, а само
помещение должно быть закрыто. Наблюдение за контрольными
приборами, находящимися на аппарате, нужно производить через
сглазок» в железной двери кабины аппарата.
Когда разрежение в аппарате достигает 30—40 см ртутного
столба, «барашки», запирающие крышку аппарата, автоматически
спадают, и крышка удерживается лишь давлением воздуха.
Весь процесс сушки длится около 60—75 мин. Нагретая вода
подается в плиты аппарата обычным порядком — через систему
бойлера. После окончания сушки полки аппарата охлаждаются хо-
лодной водой, и когда температура достигнет 25—30° с помощью
приспособления, управляемого из помещения вакуум-насоса, в ап-
парат пускается воздух. Продолжительность охлаждения аппарата
холодной водой составляет 10—15 мин. Охлажденный и разгружен-
ный аппарат тщательно очищается от пыли и частиц азида свинца.
Накопление пыли внутри аппарата под влиянием длительного на-
грева может повести к разложению ее, что связано с возможностью
неожиданного взрыва загруженного продукта.
Необходимо также тщательно соблюдать чистоту всего аппара-
турного помещения. Случайно просыпанный азид свинца нужно не-
медленно замочить водой, осторожно собрать бумажным лотком и
ссыпать в ведро с водой; пол после этого нужно замыть и проте-
реть мокрой тряпкой. Лотки с высушенным азидом свинца по од-
ному переносятся в отдельную кабину и здесь азид свинца ссыпается
в папковые коробки. Перед тем как закрыть папковую коробку
с насыпанным в1 нее азидом свинца, края коробки необходимо обте-
реть мягкой чистой фланелью. По мере наполнения папковые ко-
робки выносятся в специальную стенную нишу, где и хранятся до
выноса в погребок.
В кабине для ссыпки допускается скопление не более 0,5 иг
азида свинца, а в нише хранение не более 1 кг.
Освобождающиеся лотки и картонные подносы необходимо об-
тереть с обеих сторон влажной губкой или фланелевой тряпкой.
При пересыпке азида свинца в коробки, наполненную коробку
нужно вынести из кабины, и только после этого вносить очередной
лоток, не допуская скопления азида свинца свыше указанной
нормы.
ж) Сортировка (просеивание)
Флегматизированный и высушенный азид свинца имеет до-
вольно большое количество пыли и крупных слипшихся частиц.
DL Scientific Heritage of Russia ••
104
Азид свинца
Поэтому в интересах удобства и безопасности снаряжения и в це-
лях получения однородного сыпучего продукта, освобожденного от
пыли, флегматизированный азид свинца после сушки подвергается
специальной операции — сортировке.
Сортировка производится на -механических сортировочных ап-
паратах. Прибор представляет собой папковую или легкую дере-
вянную коробку размером 100 X 60 X 45 см с двумя ситами из шел-
ковой сетки. Верхнее сито № 20 с 7 отверстиями на 1 линейный
сантиметр, нижнее — № 4 — с 25 отверстиями на 1 линейный санти-
метр. Прибор снабжен приводом от электродвигателя, расположен-
ного за стеной в машинном отделении.
Механическая сортировка высушенного азида свинца про-
изводится в отдельном здании, причем в этом же здании должны
быть предусмотрены специальные помещения для -подносимого
к сортировке азида свинца и для ссыпки его в коробки после
сортировки. Каждый прибор расположен в отдельной кабине.
Стены и потолки этих кабинок должны покрываться исключи-
тельно масляной краской, причем перекраску их нужно произво-
дить ежегодно.
Загрузка азида свинца в сортировочный прибор ссыпанием
продукта из коробки на верхнее сито производится из-за стены
посредством специального приспособления. Одновременная за-
грузка прибора не должна превышать 500 г азида свинца. Продол-
жительность просеивания около 3 мин.
Азид свинца, прошедший верхнее сито, с нижнего сита механи-
чески ссыпается в подставляемую заранее папковую коробку. Этот
азид свинца является нормальным техническим продуктом с разме-
ром гранулей от 0,2—1,5 мм.
Выход отсортированного азида свинца составляет 80—85/4.
Азид свинца, остающийся на верхнем сите в виде склеенных
гранулей размером более 1,5 лгм (в виде так называемых «шишек»),
ссыпается в отдельную папковую коробку. Пыль продукта, про-
шедшая оба сита и имеющая размеры частиц менее 0,15—0,20 мм,
поступает в уловитель — бак, наполненный водным раствором
спирта.
«Пыль» и «шишки» являются отходами производства, соби-
раются отдельно и снова поступают в переработку, путем повтор-
ной флегматизации, как об этом уже говорилось.
Во время процесса сортировки в кабинах не должны находиться
люди, а сами кабины должны быть плотно закрыты броневыми
дверями. Наблюдение производится через «глазок» в броневой
двери. Перед началом работы должно быть проверено, достаточно
ли чисто в помещении кабинок, находятся ли в должной чистоте
и исправности сортирующие сита и механизмы, приводящие прибор
в движение. Все части прибора должны соединяться без особых
усилий и трения.
По окончании работы каждой смены необходимо производить
общую тщательную уборку аппаратуры и помещения.
В специальных помещениях, предусмотренных в зданияк меха-
нической сортировки, для хранения подносимого и отсортирован-
ного азида свинца разрешается одновременно иметь его не более
2 кг,
DL Scientific Heritage of Russia
Технология производства азида свинца
з) Хранение
Коробки с отсортированным азидом свинца устанавливаются
в кожаные или деревянные ящики с крышкой, выложенные внутри
войлоком, а поверх клеенкой, и в таком виде переносятся поднос-
чиком в расходный погребок для хранения. За один раз до-
пускается переносить до 1,2 кг азида свинца, причем нельзя ставить
при переноске коробки одна на другую. У каждого подносчика на
рукаве верхней одежды должен иметься отличительный знак яркого
цвета, а на ногах резиновые галоши или туфли. Перенося продукт,,
подносчик должен итти спокойным умеренным шагом на расстоя-
ний не ближе 30 м от другого подносчика.
Подходы к погребку хранения, так же как и пути переноски
азида свинца к погребку и между мастерскими, должны поддержи-
ваться в исправности и постоянной чистоте, должны очищаться от
грязи, а зимой от снега и льда и посыпаться песком (или поварен-
ной солью).
С наступлением сумерок пути переноски должны быть хорошо
освещены. В случае прекращения освещения переноска азида
свинца прекращается до возобновления освещения.
Погребки для хранения готового продукта представляют со-
бой совершенно отдельные, специальные здания. Азид свинца хра-
нится в этих погребках на специальных столах, обтянутых черной
клеенкой по войлоку, в плотно закрытых папковых коробках,
установленных не ближе, чем на 10 см от края стола, и не меньше,
чем на 1 см одна от другой. Нельзя передвигать коробки с азидом
свинца по столу с места на место или ставить их одна на другую.
Пол погребка покрывается листовой резиной. Температура в по-
гребках поддерживается в пределах от 20 до 25° исключительно
водяным отоплением. Освещение производится электролампами
в герметической арматуре типа ВП-500 снаружи погреба так назы-
ваемыми «кососветами».
Вход в погребок кроме обслуживающих его рабочих, мастера,
начальников мастерской и цеха категорически воспрещается. При
входе в погребок следует обязательно обтирать ноги о специаль-
ные деревянные скребки и маты, помещенные у входа
в погребок, и надевать резиновые калоши или туфли, хранящиеся
в тамбуре.
Забирать из погребка азид свинца необходимо с такими же
мерами предосторожности, как и приносить. По мере освобожде-
ния стола от коробок с азидом свинца он должен сейчас же про-
тираться губкой, смоченной водой.
Из погребков1 хранения отсортированный азид свинца идет
непосредственно на снаряжение соответствующих изделий. Общая
схема производства азида свинца дана на рис. 44.
Требования, предъявляемые к азиду свинца в отношении кон-
диционности согласно техническим условиям, сводятся к следую-
щему:
1) содержание РЬ(Пз)г не менее 98% для 1-го сорта и ие
менее 97,5% для 2-го сорта;
2) содержание свинца (РЬ) не менее 70%;
DL Scientific Heritage of Russia
J06
Азид свинца
3) содержание нерастворимых (твердых) примесей (в уксусно-
кислом аммонии) не допускается;
4) влажности не более 0,03% для 1-го сорта и не более 0,05%
для 2-го сорта;
5) размерность кристаллов не более 0,1 мм.
5. Метод непрерывного осаждения (по Мейсснеру)1
Проблема безопасного и высокопроизводительного изгото-
вления инициирующих взрывчатых веществ, в частности азида
свинца, неоднократно ставилась различными исследователями и
производственниками, так как разработка методов, если и не пол-
ностью непрерывного и безопасного процесса, то хотя бы значи-
тельно более производительных и более безопасных, чем суще-
ствующие, является чрезвычайно нужной, важной отраслью
работы по инициирующим взрывчатым веществам.
Это объясняется тем, что существующие сейчас методы
производства при недостаточно высокой производительности
Рис. 44. Схема производства азида свинца.
У—растворы азида натрия; 2—осаждение азида свинца и азот-
нокислого свинца; 3— фильтрация азида свинца; ^-флегматиза-
тор; 5—грануляция; 5—сушка; 7—сортировка; 8—хранение гото-
вого азида свинца; 9— переработка отходов; 70—вакуум-отсос.
громоздки в своем технологическом оформлении, имеют много
отдельных фаз и несмотря на все - принимаемые меры безопас-
ности все же дают случаи аварий.
Ниже приводится один из проектов, разработанный и предло-
женный Мейсснером2.
Исходные продукты протекают через аппарат в строго опре-
деленных количествах, а продукт их реакции непрерывно уда-
ляется. Самый аппарат представляет собой колонку, через
верхнюю часть которой проходит мешалка. Автоматически
отмериваемые количества заранее приготовленных чистых раство-
ров поступают сверху, а образующийся азид свинца спускается
вниз. Приток растворов и удаление продукта реакции регули-
руются таким образом, чтобы реакционная жидкость вместе с ма-
* Герм. <пат. 51412 за 1930 г.
2 Журнал «Ztschr. f. das Ges. Schiess- u. Sprengstoffwesen» № 3 за 1933 г.
DL Scientific Heritage of Russia
Метод непрерывного осаждения (по Мейсснеру) 107
t
точным раствором оставалась в колонке в течение такого времени,
чтобы кристаллы азида свинца могли вырасти до необходимой
по техническим условиям величины. Через специальный прерыва-
тель полученный продукт вместе с частью маточного раствора
выливается на промывной фильтр, в то время как главная масса
маточного раствора остается в колонке и через сифонную трубу,
служащую одновременно и регулятором уровня жидкости, выте-
кает наружу из верхней части колонки.
Выделяющийся азид свинца поступает на один из нутч-фильт-
ров, где с помощью вакуума отсасывается от маточного раствора
и промывается. Пока нутч-фильтр, наполненный раствором, отса-
сывается, промывается и освобождается от азида свинца, напра-
вляемого на дальнейшую обработку, другой в это время вновь
наполняется раствором, что создает непрерывный процесс
осаждения.
Часть специалистов считает, что так как маточный раствор и
кристаллы азида свинца удаляются из колонки непрерывно, то
всякие# ручные работы и транспорт делаются излишними, и без-
опасность этого метода значительно возрастает. Это положение
подтверждается и тем, что одновременно в аппарате находится
не более 300 г азида свинца.
Кроме того по этому методу получается более чистый, а сле-
довательно и значительно более чувствительный к лучу огня азид
свинца, чем получаемый по существующему методу, что дает воз-
можность отказаться от добавок тринитрорезорцината свинца
в качестве промежуточного инициатора для изделий, снаряженных
азидом свинца. >
Напротив, другая часть специалистов-производственников
взрывчатых веществ считает непрерывный метод получения
азида свинца не имеющим большого значения вследствие неболь-
ших сравнительно количеств' производимого азида свинца,
а также из-за сложности применяемой аппаратуры и затрудни-
тельности регулярного контроля за процессом. Исходя из этого,
они считают этот метод и более опасным в отношении возмож-
ного взрыва Ч
Авторы считают, что проблема механизации и безопасности
производства азида свинца не разрешается решением задачи не-
прерывного осаждения или другой отдельной операции. Более
того, практика показывает, что операция прерывного осаждения
установленным методом является одной из наименее опасных
точек производства.
Вслед за непрерывным осаждением встает задача непрерыв-
ного фильтрования, промывки и флегматизации. Поэтому пра-
вильным решением нужно признать такое, которое свяжет
в стройную систему непрерывного потока весь комплекс опера-
ций по изготовлению азида свинца — осаждение, фильтрацию,
флегматизацию и т. д., делая присутствие и участие человека
в этом процессе минимальным.
DL scientii^-PW f. das Ges. Schiess- u. Sprengstoffwesen* № 5 за 1933 г.
108
Тринитрорезорцинат свинца
ГЛАВА IV
ТРИНИТРОРЕЗОРЦИНАТ СВИНЦА
1. Исходные материалы и их свойства
ТНРС, обладая более низкой температурой воспламенения и
значительно большей чувствительностью к лучу огня, легко и без-
отказно инициирует заряд азида свинца.
Помимо использования ТНРС в качестве добавки к азиду
свинца он может применяться и для изготовления различных
воспламенительных составов в качестве инициирующего взрывча-
того вещества, так как обладает всеми необходимыми для этого
качествами. В Германии ТНРС широко употребляется для снаря-
жения капсюлей-воспламенителей.
Промышленное производство ТНРС развивалось параллельно
с производством азида свинца. Началом производства надо счи-
тать 1914 г., когда ТНРС был впервые предложен в Германии
Е. Герцем в качестве самостоятельного инициирующего взрывча-
того вещества. Дальнейшее параллельное развитие ТНРС с азидом
свинца объясняется, с одной стороны, употреблением его в каче-
стве добавки к азиду свинца, а с другой, полной тождествен-
ностью самого технологического процесса их получения: ТНРС
получается в такой же аппаратуре, при таких же примерно произ-
водственных условиях, что и азид свинца.
ТНРС в заводских условиях получается при взаимодействии
водных растворов тринитрорезорцината натрия и азотнокислого
свинца. Азотнокислый свинец поступает на предприятие извне,
так же как и для производства азида свинца, а тринитрорезорци-
нат натрия является полуфабрикатом производства инициирую-
щих веществ.
Для получения тринитрорезорцината натрия применяется
резорцин, из которого последовательной сульфацией и нитрацией
получается тринитрорезорцин (стифниновая кислота). Нейтрали-
зуя последнюю содой, получают тринитрорезорцинат натрия.
Таким образом получение тринитрорезорцината свинца сво-
дится к следующей схеме:
*
С6Н4 (ОН)2^-> C6H2(SOsH)2(OH)2 С6Н (NO2)s (ОН)2
C8H(NO2)8(ONa)2 Pb(N^2С6Н(NO2)PbO2
В соответствии с приведенной, схемой для его получения
необходимы следующие исходные материалы: а) резорцин,
6) серная кислота, в) азотная кислота, г) сода двууглекислая,
д) азотнокислый свинец.
а) Резорцин
Резорцин, .или метадиоксибензол, представляет собой бесцвет-
ное кристаллическое вещество ^ромбического строения с темпера-
турой плавления 110—115°, кипящее при 277—280°. Удельный
DL Scientific Heritage of Russia
Исходные материалы и их свойства
109
вес резорцина 1,283. Он прекрасно растворим в воде: 1 j воды
при 0° растворяет 864 г резорцина, при 12° — 1470 г, при 30° —
2286 г.
Почти так же хорошо, как и в воде, резорцин растворяется
в спирте. Так, 1 л этилового спирта (90°) при температуре 15°
растворяет 1275 г резорцина. В углеводородах, в частности в бен-
золе, резорцин растворим труднее. Так, 1 л* бензола при 24° рас-
творяет 2 г резорцина. В хлороформе и сероуглероде резорцин
совсем не растворим.
Резорцин получается обычно сплавлением натриевой соли
метадисульфобензола с едкими щелочами:
C6H4(SO3Na)2 + 4NaOH — C0H4(ONa)2 + 2Н2О + 2Na2SO3.
Полученный продукт — резорцинат натрия — обрабатывается
кислотой, при этом получается резорцин:
CeH4(ONa)2 + 2НС1 — С6Н4(ОН)2 + 2NaCl.
Полученный таким образом резорцин извлекается из продук-
тов реакции экстрагированием эфиром или амиловым спиртом.
Технический резорцин содержит в виде.примесей изомеры диокси-
бензола: гидрохинон и пирокатехин, а также смолистые вещества
и фенол. Эти примеси придают техническому резорцину серова-
тый оттенок, а содержание примеси фенола обусловливает запах
резорцина.
Резорцин употребляется в медицине и в красочной промышлен-
ности для различных синтезов.
Резорцин, попадая на кожу, вызывает поражение ее, имеющее
характер ожога, особенно если он содержит фенол в сколько-ни-
будь значительном количестве.
Минеральные кислоты энергично взаимодействуют с резорци-
ном, особенно в концентрированном виде, образуя с ним соответ-
ствующие соединения: с серной кислотой — сульфорезорцин,
с азотной — динитро- и тринитрорезорцин и т. д. На этом осно-
вано получение тринитрорезорцина или стифниновой кислоты.
Для получения стифниновой кислоты резорцин должен соответ-
ствовать следующим требованиям: температура плавления 110—
115°, нерастворимых примесей 0,02—0,03%, остаток после прокали-
вания 0,05—0,09%, влажность не выше 0,15%.
б) Серная кислота
Серная кислота представляет . собой прозрачную тяжелую
маслянистую жидкость, . получающуюся соединением серного ан7
гидрида с водой:
SO3 + Н2О -> H2SO4.
Серная кислота, не содержащая избытка воды, т. е. отвечаю-
щая точно формуле H2SO4, называется моногидратом. Такая ки-
слота имеет удельный вес 1,84. Температура плавления этой
кислоты около 10°. При нагревании ее до 338° начинает кипеть и
перегоняться с разложением на воду и серный ангидрид:
H2SO4 — SO3 + Н2О.
Если в моногидрате продолжать растворять серный ангидрид,
* то получается так называемый «олеум» — тяжелая жидкость, легко
•DL Scientific Heritage of Russia
no
Тринитрорезорцинат свинца
загустевающая и содержащая в зависимости от количества раство-
ренного в ней серного ангидрида от 5 до 40% последнего. Вслед-
ствие постоянного выделения избыточного растворенного серного
ангидрида из олеума над ним стоит всегда «туман» из серного
ангидрида и паров серной кислоты, поэтому олеум часто назы-
вают «дымящейся серной кислотой».
Серная кислота концентрации 93—96% называется «купорос-
ным маслом».
Серная кислота, особенно концентрированная, исключительно
жадно поглощает воду, выделяя при этом большое количество
тепла.
Попадая на кожу, серная кислота вызывает очень болезненные
ожоги. При разбавлении серной кислоты водой необходимо ки-
слоту слив’ать в воду, но не наоборот, соблюдая при этом осто-
рожность, не давая раствору сильно разогреваться и выплески-
ваться.' Кислоту, попавшую на кожу, необходимо немедленно
смывать слабым раствором соды или сильной струей воды.
Серная кислота действует разъедающе на большинство метал-
лов, органические продукты, дерево и т. д. Крепкая серная кислота
не действует на железо, поэтому для транспортировки и хранения
ее применяют специальные железные цистерны и бочки. Слабую
кислоту можно хранить и перевозить только в стеклянных балло-
нах или в таре из специальных кислотоупорных сталей.
Серная кислота, применяемая в' производстве стифниновой
кислоты, получается в химической промышленности по так назы-
ваемому контактному методу. Для этого предварительно полу-
чается сернистый ангидрид («сернистый газ») путем сжигания
в специальных печах серного колчедана:
4FeS2 -Р 1102 —> 2Fe2O3 + 8SO2.
Полученный сернистый ангидрид после соответствующей очи-
стки окисляется кислородом воздуха в специальных контактных
аппаратах (отсюда название метода «контактный») в присутствии
платиновогоъили ванадиевого катализатора до серного ангидрида
SOs:
2SO2 + О2 2SO3.
Полученный серный ангидрид растворяется в серной кислоте
или в воде, образуя крепкую серную кислоту и олеум:
SO3 + НгО— H2SO4.
z Серная кислота, применяемая при производстве стифниновой
кислоты, должна удовлетворять техническим условиям—ОСТ 53.
б) Азотная кислота
Для целей нитрации резорцина применяется азотная кислота
двух видов:'неконцентрированная и крепкая азотная кислота.
Первая представляет собой прозрачную или слегка желтую, от
выделения окислов азота, жидкость удельного веса 1,37—1,39, со-
держащую 60—70% моногидрата азотной кислоты. Она кипит и
DL Scientific Heritage of Russia
Исходные материалы и их свойства ИГ
перегоняется при постоянной температуре 121,9° и при постоянной
крепости получающегося при этом продукта перегонки, содержа-
щего 68,4% азотной кислоты.
Крепкая азотная кислота удельного веса 1,50—1,52 содержит
95—96% моногидрата азотной кислоты. Она обычно довольно
сильно окрашена в желто-красный цвет вследствие значительного
выделения окислов* азота, особенно на ярком свету или при нагре-
вании.
При разбавлении азотной кислоты водой происходит некото-
рое разогревание, правда, менее интенсивное, чем при разбавлении
серной кислоты.
По разрушающей способности по отношению к различным
материалам азотная кислота превосходит серную вследствие при-
сущей ей способности исключительно энергично окислять веще-
ства. Эта способность настолько значительна, что уголь и скипидар»
попадающие в крепкую азотную кислоту, загораются. Одежда*
обувь, дерево очень быстро разъедаются.
Большинство металлов, в том числе и цветные (медь, ртуть и
др.), при взаимодействии с азотной кислотой быстро разрушается.
Хранение и перевозка крепкой азотной кислоты производится
в цистернах из алюминия (на который крепкая азотная кислота
действует очень слабо) или в цистернах из специальной кислото-
упорной (хромоникелевой) стали.
Ожоги азотной кислотой, особенно крепкой, вызывают трудно
заживающие раны, почему в обращении с ней необходимо соблю-
дать большую осторожность. Попавшую на кожу азотную кислоту
необходимо немедленно смывать слабым содовым раствором или
сильной струей воды, а ожоги смазывать вазелином и перевязывать.
Отравления окислами азота носят также исключительно острый
характер.
Общие меры предосторожности и защиты от серной и азотной
кислот примерно одинаковы: работать сними необходимо в защит-
ных очках, в резиновых перчатках и галошах, в спецодежде из шер-
сти, сравнительно слабо поддающейся их разрушительному дейст-
вию. Особенно внимательно и осторожно необходимо обращаться
со смесью этих двух кислот, так называемой нитрующей смесью, еще
более сильно действующей на материал и кожаные покровы.
В промышленности азотная кислота получается в- основном
окислением аммиака кислородом воздуха в специальных контакт-
ных аппаратах с катализатором в виде платиновой сетки:
4NH3 + 50г 4NO + 6Н2О.
Полученная окись азота в дальнейшем окисляется избытком
кислорода в двуокись азота:
4NO + 20*4NO2.
Двуокись азота в специальных аппаратах поглощается водой
и, реагируя с ней в присутствии остаточного кислорода воздуха,
образует азотную кислоту:
DL Scientific Heritage of Russia
4NO2 + 2H2O + O2 -> 4HNOS.
112
Тринитрорезорцинат свинца
Этим методом получить азотную кислоту крепостью выше
62—64% не удается, и поэтому полученную азотную кислоту кон-
центрируют в специальных аппаратах-колоннах, применяя в каче-
стве концентрирующих средств крепкую серную кислоту и пар.
Слабая азотная кислота, поступающая на нитрацию резорцина,
должна удовлетворять следующим требованиям ОСТ 53—74.
Азотная кислота должна быть бесцветной или должна иметь
слегка желтоватый оттенок и не содержать осадка. Содержание
азотной кислоты должно быть не менее 60% весовых, содержание
твердого остатка после прокаливания — не более 0,05%. Удельный
вес такой кислоты 1,37.
Крепкая азотная кислота должна удовлетворять требованиям
ОСТ 53—75. Она должна содержать азотной кислоты не менее
95% весовых; окислов азота в пересчете на N2O4 не более 0,6%;
твердого остатка после прокаливания не более 0,1%. Кислота
может быть бесцветной или с желтоватым оттенком. Удельный вес
такой кислоты 1,50—1,52.
г) Сода двууглекислая
Двууглекислая сода (или бикарбонат натрия), применяемая для
получения стифната натрия, представляет собой бесцветные в массе
белые кристаллы уд. веса около 2,22.
При слабом прокаливании двууглекислая сода легко теряет
воду и углекислоту, переходя в углекислую соль натрия:
*2NaHCO3 — Na2CO3 + Н2О + COfe.
По своим химическим свойствам сода представляет собой
слабое щелочное соединение. Она энергично взаимодействует
с кислотами, нейтрализуя их с образованием соответствующих со-
лей: хлоридов, нитратов и т. д.
NaHCO3 + HNO3 NaNOs + Н2О + СО>.
Для транспортировки и хранения двууглекислой соды приме-
няют обычные деревянные бочки.
Сода получается по двум методам — более старому, сейчас
почти везде оставленному, известному методу Леблана, и более но-
вому, широко применяемому, аммиачному методу Сольвэ. Метод
Сольвэ состоит в следующем: в специальной аппаратуре происхо-
дит насыщение раствора поваренной соли (хлористого натрия)
аммиаком и углекислотой. В результате происходящей реакции
образуется осадок двууглекислой соды (кислого углекислого на-
трия) и нашатыря (хлористого ам-мония):
.• NaCl + Н2О + NH3 + СО2—>NaHCO3 + NH4C1.
Отфильтрованная двууглекислая сода прокаливается в бара-
банных печах:
2NaHCO3 -> Na2CO3 + Н2О + СО2.
Из кальцинированной соды путем насыщения водного раствора
соды углекислотой легко получается двууглекислая соль натрия —
бикарбонат:
Na2CO3 + Н2О + .СО2 — 2NaHCO3.
DL Scientific Heritage of Russia
Полуфабрикаты и их свойства
ИЗ
Для применения в производстве стифната натрия двууглекислая
сода должна удовлетворять требованиям ОСТ 58. Согласно этим
требованиям бикарбонат должен быть белым, растворимым в' воде
без остатка порошком. Содержание двууглекислого натрия должно
быть не менее 98%, содержание углекислого натрия не более 1,4%,
хлористого натрия — не более 0,05%, влажность — не выше 1%. Со-
вершенно не должно быть аммиачных соединений, солей тяжелых
металлов и мышьяка.
д) Азотнокислый свинец
Описание методов получения и свойств азотнокислого свинца,
а также требований, предъявляемых к нему при производстве ТНРС,
ем. в предыдущей главе, разд. I.
2. Полуфабрикаты и их свойства
Тринитрорезорцин (стифниновая кислота)
Тринитрорезорцин (стифниновая кислота), употребляемый для
производства ТНРС, представляет собой кристаллическое вещество
соломенно-желтого цвета с кристаллами гексагонального строения.
Удельный вес стифниновой кислоты 1,83.
При нагревании стифниновой кислоты до 75° она распла-
вляется в густую желтую жидкость. При дальнейшем нагревании
начинает возгоняться с частичным разложением.
В воде стифниновая кислота растворима довольно плохо: 1 л
воды при 5—7° растворяет 6 г стифниновой кислоты, при 60—70° —
11,4 г. Лучше растворяется в спирте и эфире, в особенности при
подогреве до 60—70°. Хорошо реагирует с различными щелочами,
образуя соответствующие соли — стифнаты.
В отношении взрывчатых веществ, стифниновая кислота ближе
всего стоит к пикриновой кислоте, т. е. представляет собой бризант-
ное взрывчатое вещество, сравнительно мало чувствительное к удару
й трению. При зажигании в малых количествах сгорает без дето-
нации.
Соли стифниновой кислоты, так называемые стифнаты, подобно
солям пикриновой кислоты или пикратам, значительно чувстви-
тельнее последних. Так стифнат свинца по степени чувствитель-
ности очень близко подходит к чувствительности гремучей ртути
и азида свинца.
По мощности взрыва стифнаты в большинстве превосходят со-
ответствующие пикраты.
Температура плавления химически чистого тринитрорезорцина
составляет 176°4.
Технический продукт обычно содержит в болыйей или меньшей
степени посторонние примеси. Из химических примесей обычными
являются продукты низших степеней нитрации, моно- и динитропро-
дукт, неблагоприятно отражающийся на выходах и кондиционности
конечного продукта — ТНРС.
8 Зак. 2182. — Инагцлирующие вэрьтвчитые вещества
DL Scientific Heritage of Russia
щ Тринитрорезорцинат свинца $
Технический продукт может содержать также некоторые коли- •
чества серной кислоты —до 0,2%. Неизбежными примесями техни-
ческого продукта являются загрязнения гидратом окиси железа от'
корродирующего действия кислот на аппаратуру и, наконец, могут'
присутствовать незначительные количества так называемых «нера-
створимых твердых примесей» — глинозем, кремнезем и др.
Требования, предъявляемые к техническому продукту, сводятся
к следующему: температура плавления не ниже 174\ содержание
влаги и летучих веществ не более , нерастворимых примесей — не • ••
более 0,5%, содержание азота должно быть
в пределах 16,2—17,4%, зольность — не бо-
лее 1%., содержание серной кислоты — не бо-
лее 0,2%.
Получение стифниновой кислоты произво-
дится в специальном аппарате — нитраторе
(рис. 45) из кислотоупорного чугуна емкостью
в 300 л, снабженном рубашкой для обогрева
и охлаждения, и механической мешалкой с чис-
лом оборотов 100—120 в минуту. Мешалка де-
лается также из кислотоупорного материала.
Рже. 45. Нитратор. Процесс получения стифниновой кислоты
разбивается на несколько стадий, идущих
в следующем порядке: сульфирование резорцина, нитрация ди-
сульфорезорцина, деконцентрация маточного раствора, фильтра-
ция стифниновой кислоты.
Сульфирование резорцина
.Поступающий со склада резорцин очищается от механических
•примесей и тонко измельчается. Измельчение резорцина можно про-
изводить на мельницах типа краскотерки или в железных барабанах
с чугунными шарами, причем эти аппараты должны быть снабжены
пылеулавливающими установками. Работать можно только на
вполне исправном проверенном оборудовании, причем производить
исправления оборудования и механизмов в процессе самой работы
не рекомендуется.. Загрузка и выгрузка резорцина производятся
также во время остановок аппарата.
Сульфация производится следующим образом. В предвари-
тельно подготовленный и высушенный нитратор (рис. 45) зали-
вается из мерника серная кислота 96—98%:, пускается в ход ме-
шалка, и через загрузочное отверстие в крышке нитратора посте-
пенна присыпается вручную резорцин, предварительно размолотый.
Реакция протекает с образованием дисульфорезорцина и ’выделе-
нием большого количества тепла:
СбН4(ОН)2 + 2H2SO4^CeH2(SO3H)i(OH)2 + 2Н2О.
Серная кцелота (уд. веса 1,84) подается в мерник давлением
сжатого воздуха из монжюса. В последний кислота поступает из
специального хранителя, в котором исходная кислота была предва-
Д° постоянной установленной крепости 96-98%
Полуфабрикаты и их свойства
115
путем или разбавления водой или добавлением более крепкой кис-
лоты (олеума).
Железные бочки, в которых обычно перевозится серная кислота,
сливают непосредственно в монжюс, установленный вне здания, из
которого сжатым воздухом кислота передается в хранитель-смеси-
тель. Загрузка резорцина в нитратор производится медленным при-
сыпанием при температуре 20—25Л
Вследствие в'ыделения большого количества тепла, в процессе
реакции нитратор все время охлаждается водой с тем, чтобы темпе-
ратура реагирующей смеси не поднималась выше 35\ В случае не-
достаточного охлаждения и при большом количестве засыпанного
в аппарат резорцина температура может подняться до 90°, причем
произойдет сильное загустевание реагирующей массы и дальнейшее
ведение процесса будет значительно затруднено. Кроме охлаждения
аппарата, в шроцессе реакции ведется энергичное перемешивание
реагирующего продукта мешалкой, чтобы обеспечить более равно-
мерный и правильный процесс образования продукта.
Прибавление новых порций резорцина в аппарат производится
только по мере полного растворения ранее засыпанных порций, так
как прибавление сразу большого количества резорцина может по-
вести к образованию в аппарате красных комьев непрореагировав-
шего резорцина, забивающих аппарат и затрудняющих дальнейшее
ведение процесса. Только после того как уже растворилось все рас-
считанное количество резорцина, прекращается водяное охлаждение
аппарата, и образовавшийся дисульфорезорцин постепенно подо-
гревается паром, пускаемым в рубашку аппарата, с 35 до 60—65°, но
не выше 70°. Для полного завершения реакции, при этой темпера-
туре делают выдержку в течение —2 час.
Полученный таким образом раствор дисульфорезорцина в из-
бытке серной кислоты при правильно проведенном процессе имеет
вид фиолетово-красной прозрачной жидкости. 1
Дисульфорезорцин, выдержанный при температуре в 65—70°
в течение 1—1% час., опять охлаждается водой до 30—35°, после
чего приступают к следующей стадии производства — нитрации.
Нитрация
Нитрация дисульфорезорцина производится в том же аппарате
(нитраторе) и является продолжением предыдущей операции.
•К охлажденному до 30—35° раствору дисульфорезорцина по-
степенно, равномерной струей из мерника, приливают азотную
кислоту удельного веса 1,5 (концентрации 93—95%). Избыток азот-
ной кислоты (в моногидрате) составляет около 30% против теорети-
ческого.
Температура реакционной массы в процессе прибавления азот-
ной кислоты должна быть в начале прибавления 30—35°, в конце —
38—40°.
Процесс протекает по реакции:
СбН2(8ОзН)2(ОН)2 + 3HNO3 — СвН(НО2)з(ОН)2 + 2H2SO<i + Н2О.
Подъем температуры в’ процессе реакции должен быть плав-
. ным, без скачков и резких повышений.
□К ^cxentif ic Heritage of Russia
116
Тринитрорезорцинат свинца
Для понижения температуры и обеспечения плавного протека-
ния реакции приводится в движение мешалка (100—120 об/мин.) и
производится охлаждение аппарата. Повышение температуры выше
40° может вызвать сильное загустение реакционной массы в бурую
вязкую массу, затрудняющую дальнейшее ведение процесса. В не-
которых случаях выделение тепла может быть настолько интенсив-
ным, что возможен скачок температуры до 70—80°, после чего
подъем остановить затруднительно. Температура при таких «скач-
ках» может достигнуть опасных пределов, когда содержимое ни-
тратора может быть выброшено, или даже может воспламениться.
Наряду с повышением температуры большая скорость реакции
в указанных 'случаях приводит к интенсивному осмолению выпа-
дающих кристаллов стифниновой кислоты. *
После добавления всего рассчитанного количества азотной
кислоты температуру поднимают с 40—45 до 50° и уже при этой
температуре раствор выдерживают в течение 30—35 мин.; при этом
мешалка нитратора должна непрерывно работать.
После получасовой выдержки при 50° температуру нитруемой
массы поднимают до 70—75°; масса при этОхМ вначале сильно гу-
стеет, приобретая темнобурый цвет, но при дальнейшей выдержке
при этих условиях постепенно светлеет и разжижается. Выдержку
продолжают до полного окончания осветления массы.
Таким образом решающим фактором как в отношении каче-
ства получаемого продукта, так и в отношении безопасности про-
цесса нитрации является соблюдение правильного температурного
режима процесса.
В случаях неожиданного увеличения объема реагирующей массы
при первых признаках вспенивания, сопровождающегося к тому же
обильным выделением окислов азота, необходимо дать макси-
мально возможную скорость перемешиваний, усилив охлаждение.
В случае внезапной остановки мешалки следует тотчас же прекра-
тить подачу кислоты и дать также максимально возможное охла-
ждение.
Вследствие постоянного выделения различных газов, в том
числе окислов азота, особенно в условиях ненормального процесса
I нитрации, помимо общей приточно-вытяжной вентиляции в мастер-
ской сульфации резорцина и нитрации дисульфорезорцина над ап-
паратами-нитраторами должны быть устроены местные отсосы.
Деконцентрация маточного раствора
Полученные в процессе нитрации кристаллы стифниновой кис-
лоты находятся в растворе смеси крепкой серной кислоты с азот-
ной кислотой, оставшейся после нитрации.
Чтобы отделить кристаллы стифниновой кислоты, маточный
раствор, полученный в нитраторе, разбавляют водой, т. е. декон-
центрируют. Для этого маточный раствор вместе с кристаллами
спускают из нитратора в фарфоровый или керамиковый бак для
кристаллизации, в который предварительно залита вода.
Слив реакционной массы в бак для кристаллизации должен
производиться постепенно, небольшими порциями, чтобы избежать
DL Scientific Heritage of Russia
Полуфабрикаты и их свойства
117
резкого, массового выделения окислов азота и возможного раз-
брызгивания раствора и стифниновой кислоты. Если все же кислота
из бака попадет на пол, ее нужно собрать в- ведро с водой для сме-
ток, а пол чисто промыть водой.
Операция «высаживания» тринитрорезорцина производится при
непрерывной работе мешалки с числом оборотов 60—70 в минуту.
По завершении операции деконцентрации содержимому бака дают
отстояться в течение 0,5—1 часа. По достижении полноты выделе*
ния кристаллов тринитрорезорцина производят слив содержимого
из бака на вакуум-воронку.
Фильтрация стифниновой кислоты
Фильтрация деконцентрированного раствора производится на
вакуум-воронке из хромоникелевой стали (или фарфоровой). В ка-
честве фильтрующего материала употребляется шинельное сукно
или' аналогичный стойкий по отношению к кислотам материал.
Отфильтрованные кристаллы стифниновой кислоты промы-
ваются на фильтре водой 4—5 раз. Промытая стифниновая кислота
собирается с фильтра алюминиевым совком и вручную переносится
в бак для приготовления раствора стифната натрия. Бак для приго-
товления раствора стифната—фарфоровый или керамиковый, емко-
стью около 250 л — такого же типа и конструкции, что и аппарат
для деконцентрации.
Фильтрат — раствор отработанной кислоты и промывные воды
из вакуум-воронки — поступает в отстойники-ловушки, из которых
по отстаивании направляется в канализацию.
Вакуум-воронки по завершении операции тщательно промы-
ваются водой до полной очистки от остатков продукта.
Выход тринитрорезорцина в пересчете на сухой продукт соста-
вляет 85—90% от теоретического.
В некоторых случаях полученный путем деконцентрации
промытый тринитрорезорццн перед последующей операцией —
приготовления раствора стифнита натрия — подвергается высуши-
ванию.
Сушка стифниновой кислоты в таких случаях должна произво-
диться в отдельных камерах-сушилках стеллажного типа. Высу-
шивание продукта производится на алюминиевых противнях при
температуре 60°.
Гладкий, ровный, без выбоин, цементный пол этих сушильных
камер должен быть покрыт листовой резиной и само помещение и
стеллажи должны содержаться в полной чистоте. Каждую пяти-
дневку камеру нужно тщательно протирать от пыли.
Подноска и вынос стифниновой кислоты должны произво-
диться теми рабочими, которые обслуживают сушилку, причем
приносить, ставить на' стеллажи и снимать с них нужно только
по одному лотку.
Случайно просыпанная .стифниновая кислота тотчас же соби-
рается в ведро с водой, а пол промывается водой и протирается
сырой тряпкой.
Стифнат натрия
Стифнат натрия или, что то же самое, тринитрорезорцинат
натрия получается нейтрализацией, стифниновой кислоты содой.
DL Scientific Heritage of Russia
118
Тринитрорезорцинат свинца
Для получения стифната натрия тринитрорезорцин (с влажно-
стью около 25%) загружается, как было выше сказано, в керами-
ковый бак-растворитель. Затем в бак заливается дестиллированная
вода и тонкой струей из мерника приливается раствор двуугле-
кислой соды NaHCOa. Во избежание сильного вспенивания раствора
и возможного в связи с этим выбрасывания раствора из аппарата
прилив раствора бикарбоната производится медленно при враще-
нии мешалки с числом оборотов 50—60 в минуту.
Процесс протекает по реакции:
‘ CeH(NO2)3(OH)2 + 2NaHCO3 —C6H(NO2)3(ONa)2 + 2Н2О + 2СО2.
После растворения полученный 5%-ный раствор стифната
натрия в том же аппарате подкисляется уксусной кислотой.
Подкисление производится 75%-ной уксусной кислотой из ра-
счета 1400 сж3 кислоты на 12 кг стифниновой кислоты. Подкисление
раствора стифната натрия необходимо, так как последний имеет
щелочную реакцию, а щелочная среда раствора при осаждении
ТНРС может вызвать образование примеси основного стифната
свинца, снижающего качество получаемого продукта.
Подкисленный раствор стифната натрия для освобождения от
механических примесей фильтруется через плотный фланелевый
фильтр на вакуум-фильтре при разрежении в 40—50 см ртутного
столба. Отфильтрованный продукт, через монжюс посредством сжа-
того воздуха, передается в бак для хранения раствора — в мастер-
скую осаждения ТНРС.
••
3. Тринитрорезорцинат свинца и его свойства
ТНРС свинца или стифнат свинца является средней свинцовой
солью тринитрорезорцина или стифниновой кислоты. Получается
осаждением из растворов солей азотнокислого свинца и стифната
натрия реакцией двойного обмена по уравнению:
CeH(N02)3(ONa)2 + РЬ(НОз)2-^СбН(НО2)3О2РЬ + 2NaNO3.
v
/
Рис. 46. Кристалл тринитрорсзор-
цината свинца
Осаждение ТНРС с целью получения средней соли необходимо
вести в слабокислой среде, так как осаждение ТНРС из щелочного
раствора ведет к образованию основ-
ной соли ТНРС, обладающей очень
низкими инициирующими данными и
поэтому ухудшающей свойства ТНРС
как инициирующего вещества.
ТНРС представляет собой жел-
тые, темнеющие на воздухе кристаллы
моноклинического строения (рис. 46),
почти нерастворимые. При обыч-
ных условиях в воде, спирте и бен-
золе плотность их равна 3,08. ТНРС
хорошо растворяется в уксусной кислоте; едкими щелочами и ми-
неральными кислотами .разрушается. При долгом стоянии на свету
DL Scientific Heritage of Russia
Технология производства тринитрорезорцината свинца 119
происходит изменение физических и взрывчатых его свойств, так
же как и азида свинца.
По сравнению с азидом свинца ТНРС имеет более низкую тем-
пературу воспламенения; является химически стойким веществом,
не боящимся влияния влаги и углекислоты. Этими свойствами поль-
зуются, напрессовывая его сверху азида свинца для облегчения
воспламенения последнего и одновременно защищая азид свинца
от разрушительного действия влаги и углекислоты.
Гигроскопичность ТНРС чрезвычайно мала. Так, при испыта-
ниях в одинаковых условиях гремучая ртуть увлажнилась на
2,8—3%, азид свинца на 1,6—1,9%, ТНРС на 0,4—0,5%.
Чувствительность ТНРС к удару значительно меньшая, чем гре-
мучей ртути и азида свинца. Для взрывания капсюлей с зарядами
гремучей ртути, азида свинца и ТНРС на копре Велера при грузе
в 600 г понадобилась высота падения этого груза для взрывания
гремучей ртути 85 мм, азида свинца 250 дмг, ТНРС 500 мм.
Чувствительность к трению у ТНРС находится в зависимости
от величины кристаллов (чем меньше кристаллы, тем выше чувстви-
тельность), а также и от чистоты продукта.
Температура вспышки ТНРС лежит между температурами
вспышки гремучей ртути и азида свинца: температура вспышки
гремучей ртути 161—168°, ТНРС 270—276°, азида свинца —
337—340°.
Кроме упомянутых свойств ТНРС обладает еще следующим
ценным свойством: он нейтрален .по отношению ко всем метал-
лам, применяемым для изготовления капсюльных оболочек. Это
позволяет применять его в оболочках из любого материала.
Как уже было отмечено выше, ТНРС широко применяется для
изготовления ударных составов в ряде стран.
4. Технология производства тринитрорезорцината свинца
а) Приготовление растворов
Приготовление растворов "стифната натрия и азотнокислого
свинца производится в отдельном помещении. Раствор стиф-
ната натрия, отфильтрованный от примесей, подогревается до
температуры 35—40° и засасывается с помощью вакуума в расход-
ные 30-литровые мерники, откуда поступает на осаждение. Рас-
твор стифната натрия- готовится 4-5%-ным. •
Запас раствора стифната натрия хранится в фарфоровом или
алюминиевом баке емкостью- около 300 л.
Приготовление раствора азотнокислого свинца ведется в фар-
форовом баке с мешалкой так же, как и при производстве азида
свинца (рис. 42). Раствор азотнокислого свинца готовится
10%-ным.
Приготовленный раствор азотнокислого свинца для освобож-
дения от примесей фильтруется «а вакуум-фильтре через флане-
левый фильтр при вакууме 60 слг ртутного столба. '
Для операции осаждения азотнокислый свинец, .так же как
раствор стифната натрия, предварительно подогревается до 35—40°
и засасывается вакуумом в расходные мерники.
DL Scientific Heritage of Russia
120
Тринитрорезорцинат свинца
б) Осаждение
Осаждение ТНРС производится в специальной изолированной
кабине. Для осаждения служит специальный фарфоровый или
железно-освинцованный бак, снабженный механической мешалкой.
В бак осаждения сначала заливается из мерников подогретый до
35—40° раствор азотнокислого свинца, затем пускается механиче-
ская мешалка (на 35—40 оборотов в минуту), после этого из мер-
ников тонкой струей приливается раствор стифната натрия, также
подогретый до 35—40°. Для полноты осаждения дается некоторый
избыток азотнокислого свинца (до 20%).
Кислая среда, необходимая для образования нормальной сред-
ней соли стифната свинца, создается за счет кислотности раствора
стифната натрия, в который при изготовлении добавляется уксус-
ная кислота.
При применении подогретых растворов из раствора быстро
выпадает в виде желтых кристаллов ТНРС. После заливки в 'бак
всего рассчитанного количества стифната натрия раствор выстаи-
вается в течение 30—60 мин. для образования кристаллов ТНРС
необходимой по техническим условиям величины. После того как
кристаллы ТНРС выделятся полностью и раствор осветлеет, произ-
водят пробу на полноту осаждения ТНРС и затем приступают к от-
делению кристаллов от раствора путем фильтрации.
В процессе образования ТНРС —во время осаждения и выдер-
жки— присутствие людей в кабине осаждения не допускается.
Пуск «мешалки, наблюдение за .процессом и другие операции по
осаждению должны производиться снаружи кабины! при помощи
специальных .приспособлений. Аппаратура осаждения и спускные
трубки после каждой операции промываются водой от остат-
ков ТНРС.
Чистота и исправность оборудования и коммуникации отделе-
ния осаждения ТНРС и связанной с ним операции фильтрации дол-
жны проверяться как до работы, так и в процессе самой работы.
Для этого прежде чем приступить к работе нужно проверить исправ-
ность и чистоту бака для осаждения, трубопроводов, подводящих
и отводящих растворы, резиновых трубок, мешалки бака осажде-
ния и т. д. В отделении фильтрации нужно проверить состояниё
нутч-фильтра, вакуум-линии, трубопроводов и кранов, обратив осо-
бое внимание на исправность зажима спускной трубки для ТНРС.
Нельзя начинать работу, если будет обнаружено неисправное
состояние оборудования (лопнувший бак для осаждения или кор-
пус нутч-фильтра, треснувшая решетка нутч-фильтра, порванный
фильтр и т. д.). Работа на подобном оборудовании может привести
к взрыву.
в) Фильтрация
Осажденный ТНРС, взмученный мешалкой, спускается самоте-
ком из бака осаждения по специальной трубке на нутч-фильтр
(рис. 43), находящийся в отдельной кабине. Фильтрование произво-
дится через плотный фильтр из фланелевой ткани при вакууме
столба.
Технология производства тринитрорезорцината свинца
121
Во время работы в кабинке никто не должен находиться. Здесь
не должно быть никаких .посторонних предметов, не связанных
с фильтрацией. Вход в кабину фильтрования разрешается только
после полного выключения вакуума. Управление процессом должно
производиться извне.
Фильтрат проходит систему отстойных ловушек для полного
освобождения от частиц ТНРС и затем спускается в канализацию.
Ловушки и отстойник регулярно, не реже 1 раза в пятидневку при
односменной работе, проверяются и очищаются во избежание
скопления больших количеств ТНРС. Во избежание накопления
ТНРС в нижней части нутч-фильтра его нужно также регулярно
проверять, и в случае необходимости промыть начисто водой,
чтобы смыть ТНРС в систему уловителей. Трубопровод, отводящий
промывные воды в канализацию, должен быть изолирован от дру-
гой сточной системы и иметь по всей своей длине уклон к кана-
лизации.
Нутч-фильтр перед работой предварительно проверяется рабо-
той вхолостую. Вместе с этим проверяется и исправность фильтру-
ющего материала.
г) П р о м ы в к а
Промывка отфильтрованного ТНРС производится непосред-
ственно после операции фильтрации на нутч-фильтре.
Промывка производится с целью освобождения ТНРС от возмо-
жных примесей нитрата свинца, нитрата натрия и др.
Промывка ведется последовательно: сперва водой из расчета
8 л воды на 1 кт ТНРС, затем спиртом (96°) в количестве 0,75 л
спирта на 1 кг ТНРС и наконец бензином в количестве 0,75 л
на 1 кг ТНРС. Отсос промывных жидкостей производится при
помощи вакуума. Разрежение во время отсоса устанавливается до
60 см ртутного столба.
Во время заливки ТНРС промывной жидкостью, а также
во время контроля промывки, в то время когда в кабине находится
обслуживающий персонал, вакуум должен быть полностью
выключен.
Сам процесс промывки и отсоса промывных жидкостей должен
происходить в закрытой кабине без людей, так как при этой опера-
ции не исключена возможность взрыва.
д) Ф л е г м а т и з а ц и я-
Флегматизации ТНРС производится с целью понижения .его
чувствительности и получения из мелких кристаллов осажденного
продукта однородной сыпучей массы в виде гранулей.
Флегматизации происходит раствором воска в бензоле (или
бензине) тотчас же после промывки ТНРС бензином, непосред-
ственно на нутч-фильтре. - Ни в коем случае нельзя производить
отжимку, перемешивание, подравнивание или какие бы то ни
^ыло другие операции с промытым продуктом перед его флегмати-
зацией.
ТНРС заливается флегматизирующим раствором воска в бен-
золе, подогретым до температуры 35—40°. Залитый на нутч-
фильтре раствор флегматизатора оставляют в течение 10 мин. для
DL Scientific Heritage of Russia •
122
Тринитрорезорцич ат свинца
пропитывания, после чего для отсоса раствора включается вакуум
при разрежении в 30 см ртутного столба.
Как и в предыдущих операциях, во время работы вакуума
кабина должна быть закрытой и в ней не должны находиться
люди, так как при этой операции неостор01жность -рабочих или
ненормальность процесса может вызвать взрыв обрабатываемого
продукта.
Особенного внимания и осторожности требует от производст-
венных рабочих операция -переработки отходов ТНРС, так назы-
ваемых «пыли» и «шишек». Пыль и шишки «перерабатываются
отдельно в таком же порядке, как свежеосажденный ТНРС, начиная
с операции промывки его спиртом. Переработка отходов произво-
дится по мере их накопления в процессе производства. При за-
грузке пыли и шишек возможно опыление фильтра и аппаратуры,
и в этом случае малейшая неосторожность может повести к взрыву
'всей массы ТНРС на фильтре. Из этих соображений необходимо
тщательно соблюдать чистоту всей аппаратуры и производствен-
ных помещений.
По окончании отсоса флегматизирующего раствора, ТНРС осто-
рожно вынимается из нутч-фильтра. при помощи подъемного крана
(приводимого в движение сн-а-ружи кабины) и передается на специ-
альный стол, где раскладывается с соблюдением всех мер предосто-
рожности на бумажные лотки и далее поступает на операцию гра-
нуляции.
После освобождения нутч-фильтра от флегматизированного
ТНРС производится тщательная уборка и мытье всего производ-
ственного оборудования —• фильтра, столов, посуды и помещения.
Маточные и промывные воды сливаются через фильтр в отстой-
ную ловушку и далее поступают в канализацию. Засоренный
остатками ТНРС обтирочный материал хранится -в специальном
ведре с водой и после работы передается на уничтожение.
Хранение флегматизированного продукта перед отправкой его
на грануляцию должно производиться в отдельной кабине.
е) Грануляция
Операция грануляции производится в отдельной кабине, за
броневым щитом, на деревянном протирочном станке. Этот станок
укрепляется в верхней доске стола, обитой' войлоком и черной
гладкой клеенкой по верху войлока.
Вносимый в кабину для грануляции ТНРС должен храниться на
столе за отдельным железным броневым щитом в1 количестве не
более 1 ат. Еще лучше, если можно держать этот запас в специаль-
ной камере при кабине для грануляции. 4
Грануляция ТНРС производится протиркой его через шелковую
сетку № 32, натягиваемую на рамку станка. Ни в коем случае нельзя
применять металлические сита. Протирка производится рабочим
из-за железного щита при помощи резиновой пробки или
пластинки, укрепленной на деревянной ручке и пропущенной через
имеющийся в щите прорез. Одновременно гранулируется не более
300 г продукта. Наблюдение за процессом грануляции ведется через
смотровое окошко из корабельного стерла, вделанное в щит.
DL Scientific Heritage of Russia •• 1
Технология производства тринитрорезорцината свинца
123
Гранулируемый ТНРС падает на лоток из плотной глянцевой
бумаги, уложенный на лист картона и подкладываемый под грану-
лирующий станок.
В процессе грануляции в кабине должно находиться только
лицо, непосредственно занятое этой операцией По окончании гра-
нуляции все помещение должно быть убрано.
Гранулирующий -станок протирается тряпкой, смоченной
бензином.
При производстве каких-либо ремонтно-исправительных работ
с-о станком .предварительно необходимо вынести из кабины весь
ТНРС, убрать помещение, а самый станок тщательно протереть
губкой или тряпкой, смоченной бензином. Производство работ без
выполнения этого условия может привести к взрыву остатков
ТНРС. *
Посуда с бензином для очистки и уборки станка должна нахо-
диться в специальном железном -шкафу.
Гранулированный продукт до отправки его на сушку хранится
в отдельной кабинке и количество его- в последней не должно пре-
вышать 3 кг.
ж) Сушка
До настоящего времени применяется камерный метод сушки
ТНРС.
Сушильные камеры представляют собой -отдельные кабины,
оборудованные стеллажами — мягкими, обитыми войлоком и сверху
гладкой клеенкой полками. Сушка производится воздухом,
нагреваемыхм теплом водяных батарей. Продолжительность сушки
в таких камерах равняется 8—12 час. при температуре сушки
в 35—40°. Такой (метод сушки является очень непроизводительным
вследствие большой продолжительности и очень опасным, так как
сухой ТНРС легко опыляет аппаратуру и /помещение сушки и тем
самым создает возможность взрыва от малейшей неосторожности
обслуживающего персонала. Большая открытая поверхность высу-
шиваемого ТНРС и большое его количество еще более усиливают
возможность взрывай кроме того делают такой взрыв чрезвычайно
разрушительным.
Поэтому для сушки ТНРС целесообразнее пользоваться вакуум-
сушильными аппаратами Пассбурга (рис. 24), уже описанными в про-
изводстве гремучей ртути и азида свинца. Помимо значительно
большей /производительности вакуумные аппараты Пассбурга зна-
чительно безопаснее в работе в силу описанных ранее конструктив-
ных -особенностей. Для сушки ТНРС аппараты Пассбурга следует
•размещать в отдельных кабинах по одному в каждой.
Сушка ТНРС в аппаратах Пассбурга должна производиться
при температуре в 35—40° при вакууме в 60—70 см ртутного столба.
•Температура на плитах аппарата не должна быть выше 85°. Одно-
временная загрузка в аппарат для сушки допускается не более 3,ь /.т
продукта. Приемы и порядок сушки ТНРС в вакуум-аппарате Пасс-
бурга те же, что и для сушки азида свинца. В связи с этим и те
меры безопасности, которые приняты для сушки азида свинца,
• р полной мере сохраняются для сушки ТНРС. ....... .......____
Diz Scientific Heritage of Russia
124
Тринитрорезорцинат свинца
Продолжительность сушки ТНРС в аппарате составляет около
60 мин.
Высушенный ТНРС ссыпается в папковые коробки и хранится
до выноса в погребок в отдельных кабинах, причем в кабине ссыпки
одновременно не должно находиться свыше 0,5 кг продукта, а в ка-
бине хранения более 1 кг.
з) Сортировка
Сортировка гранулированного и высушенного ТНРС произво-
дится в отдельных зданиях на специальных механических прибо-
рах— сортировках. Сортировочные приборы устанавливаются по
одному, в отдельных кабинах.
В здании сортировки должны быть предусмотрены специальные
помещения (кабины) для хранения подносимого к сортировке ТНРС.
Сортировка производится через 2 шелковых сита, расположен-
ных одно над другим: верхнее № 20 и нижнее № 4. Сита укрепляются
на рамках прибора. При сортировке на верхнем сите остаются круп-
ные граяули и куски слипшихся кисталло'в ТНРС — «-шишка». На
втором сите остается ТНРС с кристаллами нужного размера —
«зерно», а в поддоне из алюминия, наполненном спиртом, постав-
ленном под нижнее сито прибора, собирается наиболее мелкая часть
сортируемого ТНРС — «пыль». Отходы сортировки ТНРС предста-
вляют примерно 30% от взятого к сортировке.
Предельная одновременная загрузка ТНРС на верхнее сито при-
бора допускается не более 500 г. При сортировке ни в коем случае
нельзя пользоваться металлическими ситами, так как это может
вызвать взрыв сортируемого продукта. Входить в кабину сорти-
ровки, а также находиться в ней во время работы прибора ни
в коем случае не разрешается.
После окончания каждой операции сортировки отсортирован-
ный ТНРС и отходы сортировки осторожно выносятся из кабины,
причем отходы з;нова идут в переработку по указанному ранее
методу.
Аппаратуру и производственное помещение сортировки необхо-
димо поддерживать в постоянной чистоте и исправности. По окон-
чании работы каждой смены производится общая тщательная
уборка всего помещения.
Операция сортировки ТНРС представляет одну из наиболее
опасных операций производственного процесса. Повышенная
степень опасности здесь обусловливается значительной восприимчи-
востью ТНРС к электризации при трении о шелковую сетку.
Электризация ТНРС при операциях просеивания через шелко-
вые сита выражена более интенсивно, нежели у других инициирую-
щих взрывчатых веществ, как-то: гремучей ртути, азида свинца
и др.
Поэтому при сортировке ТНРС вопросам технической без-
опасности придается особое значение.
и) Хранение
Отсортированный ТНРС переносится по 1,5 кг -в специальных
ящиках, принятых для переноски азида свинца, в специальные пог-
ребки для хранения.
DL Scientific Heritage of Russia
Технология производства тринитрорезорцината свинца
125
ТНРС хранится в одном и том же расходном погребке и при тех
же условиях, что и азид свинца. Столы для хранения ТНРС и сам
порядок хранения те же, что и при хранении азида свинца. Из рас-
ходного погребка ТНРС направляется .на снаряжение различных
изделий. Общая схема производства ТНРС дана на рис. 47.
ТНРС, поступающий на снаряжение, должен удовлетворять
следующим техническим условиям:
1) по наружному виду должен представлять однородные сыпу-
чие гранули желтого цвета;
2) не должен содержать видимых глазом посторонних примесей
и склеенных в куски грануль;
Рис. 47. Общая схема производства тринитрорезорцината свинца.
/—сульфация резорцина и нитрация сульфорезорцина; 2—дековцентра-
цияраствора тринитрорезорцината;. —филы рация тринитрорезорци-.ата;
4— получение тринитрорезорцината натрия; 5—растворы тринитрорезор-
цината натрия и азо1нокислого свинца; 6— осаждение '1НРС; /—филь-
трация; 8—флегматизатор; 9—грануляция; 10—сушка; //—сортировка;
12—хранение; 13— переработка отходов; //—вакуум-отсос.
3) содержание азота — 9—9,6%, свинца 43,5—46,1%;
4) -содержание воска в флегматизиров-анном .продукте должно
быть в пределах от 3 до 4%;
5) нерастворимого остатка после обработки продукта смесью
соляной кислоты и спирта не должно -быть;
6) содержание влаги и летучих частей не более 0,03%.
DL Scientific Heritage of Russia
ПРИЛОЖЕНИЕ
МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАСПОЛОЖЕНИИ, УСТРОЙСТВЕ и ОБОРУ-
ДОВАНИИ ЗАВОДСКИХ ЗДАНИЙ ПРОИЗВОДСТВА ИНИЦИИРУЮЩИХ
ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ1
I. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1. Расположение заводских зданий и безопасные расстояния
1. Заводские строения, в которых изготовляются пороха, взрывчатые ве-
щества, пиротехнические и капсюльные изделия, а также производятся работы
со взрывчатыми веществами, разделяются на:
а) опасные., т. е. такие, в которых может произойти взрыв, причем эти
мастерские разделяются на две категории — А и Б.
К категории Б относятся такие мастерские, в которых возможный взрыв
может угрожать соседним зданиям.
К категории Б относятся такие мастерские, в которых воможный взрыв
локализуется в самом здании, без существенных повреждений соседних.
б) Пожароопасные, т. е. такие, в которых нельзя ожидать взрыва, но
в которых по условиям нормального хода производства представляется опас-
ность в пожарном отношении.
в) Безопасные, т. е. такие, в которых при нормальных условиях содер-
жания и работ нельзя ожидать взрыва или пожара.
2. Наименьшие предельные расстояния каждой мастерской категории А
от ближайших к ней зданий, расположенных в пределах заводской территории,
исчисляются в зависимости от наибольшего количества взрывчатых веществ,
которые могут сосредоточиться по ходу производства в этой мастерской.
а) Для определения минимальных безопасных расстояний между всеми
опасными мастерскими категории А до всех остальных мастерских предла-
гается руководствоваться существующими законодательными формулами для
определения этих расстояний.
3. Расстояние между опасными мастерскими категории Б и от них до
пожароопасных и безопасных мастерских должно быть не менее 25 м. На
снаряжательных заводах в опасных мастерских категории Б должны быть
построены железобетонные, кирпичные или из других огнестойких материалов
камеры (кабинки) и прочие приспособления в виде отдельных щитов, ограж-
дающих опасные производственные места. Снаружи такого здания против окон,
огражденных внутри здания пространств (кабин), должны устанавливаться
деревянные или железобетонные ограждения. Ограждения эти располагаются
на расстоянии от 2 до 5 м от стены здания и должны иметь высоту и место-
расположение, обеспечивающее от разлета осколков за ограждения.
Примечания: 1) Расстояния между безопасными зданиями опре-
деляются общими нормами, данными комиссией СТО для промышлен-
ного строительства.
2) Производство азида свинца и ТНРС должно быть обособлено от
мастерских приготовления гремучей ртути и иметь разрыв между ними
не менее 100 м.
4. По степени опасности, в соответствии с установленной характеристикой,
для производственных зданий, к опасным мастерским категории А относятся:
а) производственные склады и хранилища инициирующих и других взрыв-
чатых веществ;
б) временные хранилища, предназначаемые для хранения промежуточных
продуктов и приема готовой продукции ив мастерских;
в) мастерские приготовления инициирующих взрывчатых веществ при
1 Составлены на основании постановления НКТ СССР № 227.
DL Scientific Heritage of Russia
Меры безопасности
12/
расчете, что одновременно в мастерской, в разных стадиях производства, будет
находиться 25 кг и более взрывчатого вещества.
Примечание. На .мастерскую приготовления сырой гремучей
ртути этот пункт не распространяется. Такая мастерская относится к ка-
тегории Б без ограничения загрузки.
5. К опасным мастерским категории Б относятся:
а) мастерские приготовления инициирующих взрывчатых веществ при
расчете, что одновременно в мастерской в разных стадиях производства будет
находиться менее 25 кг вещества;
б) мастерские сортировки инициирующих взрывчатых веществ;
в) мастерские приготовления стифниновой кислоты;
т) мастерские обезвоживания (отсоса на нутч-фильтре), грануляции и
сушки гремучей ртути.
6. К категории пожароопасных мастерских относится мастерская получе-
ния азида натрия.
7. Работы, связанные с изготовлением инициирующих взрывчатых ве-
ществ, выделяются в отдельные мастерские, изолированные от работ механи-
ческих цехов, -в виде отдельных зданий.
8. В каждом отдельном здании могут сосредоточиваться следующие
операции технологического процесса.
А. Производство азида свинца
Мастерская изготовления азида натрия. Отдельное здание. Сосредоточи-
вает все производственные процессы, сопряженные с получением закиси азота,
амида и азида натрия; Помещение, занятое .производством закиси азота, отде-
ляется капитальной стеной от помещения, предназначенного для изготовления
амида и азида натрия.
Мастерская изготовления азида свинца. Отдельное здание. Сосредоточи-
вает операции приготовления растворов, осаждения, промывки, флегматизации,
грануляции и сушки.
Мастерская сортировки. Отдельное здание. Объединяет все операции,
связанные с сортировкой и отпуском готового продукта.
Б. Производство гремучей ртути
Мастерская приготовления гремучей ртути. Отдельное здание. Сосредото-
чивает в себе операции навески спирта и металлической ртути, подготовки
растворов, осаждения и промывки гремучей ртути.
Мастерская сушки. Отдельное здание. Сосредоточивает операции обезво-
живания (отсоса на нутч-фильтре), грануляции и сушки гремучей ртути.
Мастерская сортировки. Отдельное здание. Объединяет все операции, свя-
занные с сортировкой и отпуском готового продукта.
В. Производство ТНРС
Мастерская получения тринитрорезорцина. Отдельное здание. Сосредото-
чивает в себе операции сульфации резорцина, нитрации дисульфорезорцина,
промывки, сушки и укупорки готового полуфабриката.
Мастерская изготовления ТНРС. Объединяет в себе производственные
операции, начиная с приготовления растворов и кончая сушкой готового
продукта.
Мастерская сортировки. Объединяет все операции, связанные с сорти-
ровкой и отпуском готового продукта.
Примечание. Операции непосредственного изготовления ТНРС
при наличии производства азида свинца отдельных самостоятельных
зданий не требуют и могут быть совмещены в соответствующих зда-
ниях этого производства.
9. Место установки печей или реторт для разложения аммиачной селитры
при производстве закиси азота должно быть изолировано от всей остальной
части помещения, где располагаются поглотительные башни, холодильник, скруб-
беры и сушилки, имеется сообщение с последней через дверь.
10. Хранение газообразной закиси азота производится в одном здании
- с производством за капитальной стеной и с самостоятельным ходом наружу.
StfL Scientific Heritage of Russia
128
Приложение
11. Каждая отдельная опасная операция производства инициирующих
взрывчатых веществ изолируется от других прочными капитальными стенами
(при производстве азида свинца — с воздушной прослойкой). Каждая кабина
должна иметь возможно большей площади вышибное окно в наружной стене
и бронированную дверь с прочным, надежным запором внутрь мастерской.
12. При производстве азида свинца и ТН'РС в одном здании аналогичные
операции производства, как например осаждение, грануляция, сушка и др.,
располагаются в отдельных кабинах. Равным образом оборудование, трубо-
проводы и сточная канализация для ТНРС и азида свинца должны, быть со-
вершенно раздельны.
13. Сушка инициирующих взрывчатых веществ производится исключи-
тельно в вакуум-аппаратах Пассбурга. Устройство камерных сушил, тем более
в одном здании с операциями осаждения и другими, кончая грануляцией, кате-
горически воспрещается.
14. В основу при расчете потребного количества сушильных аппаратов
Пассбурга нужно принимать, что единовременная загрузка каждого аппарата
не должна превышать 3 кг азида свинца и 3,6 кг ТНРС или гремучей ртути.
15. Норма единовременной максимальной загрузки азидом свинца в сово-
купности на %сех переходах в мастерской осаждения и сушки не должна
превышать 21 кг. Из них:
а) на осаждении, промывке и флегматизации не более 6 кг,
б) на хранении свежеосажденного продукта перед грануляцией не
более 3 kv,
в) на грануляции не более 1 кг в каждой кабинке,
г) на хранении гранулированного продукта перед сушкой не более 3 кг,
д) на сушке не более 3 кг в каждом из вакуум-аппаратов Пассбурга,
е) на хранении высушенного продукта в кабинке для ссыпания не
более 0,5 кг.
Примечание. Указанное количество взрывчатого вещества вхо-
дит в общую норму хранения при операции сушки.
ж) на хранении сухого продукта п$ред выносом в погребок не более 1 кг.
Примечание. Указанные количества даются, исходя из того, что
производство относится к категории Б.
2. Устройство заводских зданий
16. Здания опасных производств -категории А и Б, как правило, должны
быть одноэтажными. Как исключение, вызванное специфическими требова-
ниями технологического процесса, допускается постройка многоэтажных зда-
ний, но в каждом отдельном случае с особого разрешения инспекции труда
соответствующего ЦК профсоюза, инстанции, утверждающей проект, и по
согласовании с УПО НКВД. Устройство подвалов и полуподвалов допускается
только в тех случаях, когда это требуется по условиям технологического про-
цесса.
17. В одном и том же здании, если это требуется по условиям производ-
ства, могут располагаться мастерские разных категорий. При этом само зда-
ние относится по опасности к категории, соответствующей наиболее опасной
из всех входящих в него мастерских.
Стены, крыши и полы
18. ^Стены зданий категории А и Б допускаются из материалов огнестой-
ких, не дающих при разрушении от возможного взрыва крупных осколков
(тощий бетон), и дерева, причем дерево должно быть с наружной и внутрен-
ней сторон оштукатурено. В помещениях, внутри которых предусмотрено
периодическое промывание стен и потолков, поверх штукатурки наклеивается
миткаль с тщательным, нанесением масляной краски.
В качестве типовой конструкции для зданий категории А может приме-
ниться конструкция с тремя капитальными стенами и одной легкой (передней)
стеной с большими окнами, либо все 4 стены делаются из печного несгорае-
мого материала (тощий шлакобетон). В зданиях категории Б наружные стены
должны делаться аналогично стенам в зданиях категории А.
19. Крыши этих зданий должны удовлетворять следующим требованиям:
а) несущие конструкции выполняются из железобетона, сборные или моно-
DL Scientific Heritage of Russia • Г
Меры безопасности 129
\
\
литные— из железа или дерева с защитой его штукатуркой по сетке; допу-
ска е-тся установка колонн из тех же материалов, при тех же условиях;
б) кровельный настил делается из легких несгораемых материалов или
деревянный, так называемого легкого типа, или в виде деревянного свода —
оболочки;
в) покрытие крыши допускается из несгораемых или приравниваемых
к ним материалов (железо, террофузерит, рубероид и т. п.);
г) отепление крыши выполняется из негорючих материалов (шлак, шлако-
бетон, селикат-органика и т. п.);
д) устройство чердаков не допускается.
20. Полы устраиваются из материалов, не могущих дать искр при хожде-
нии или падении на них каких-либо предметов и обеспечивающих возможность
содержания их в полной чистоте, причем должны быть совершенно гладкими,
без трещин, выбоин и т. д. (эвбиолит, цемент, асфальт и др.).
В мастерских, в которых по ходу работы полы необходимо поддержи-
вать в постоянной влажности, последние выстилаются метлахской плиткой
с тщательной затиркой швоз. В этих помещениях полы должны быть устроены
с надлежащим уклоном и стоками для воды. Сточные канавы должны быть
прикрыты дырчатым легко снимаемым настилом.
21. По характеру производства при изготовлении объектов особой чув-
ствительности к механическим воздействиям полы должны покрываться лино-
леумом или листовой резиной.
Двери и окна
1
22. В каждом здании должно быть несколько выходов, обеспечивающих
при возникновении пожара или -при взрыве свободный выход для рабочих,
занятых в разных местах здания. Число выходов определяется в зависимости
от площади рабочего помещения, числа рабочих, а также от характера и рас-
пределения работ в помещении, но должно быть, во всяком случае, не менее
двух. При этом наиболее удаленные точки поверхности пола должны отстоять
от оси выхода не далее 15 м.
23. Окна в опасных и пожароопасных мастерских, предназначаемые как
для освещения, так и для выхода в случае пожара, должны иметь соответ-
ствующие размеры. Отношение световой поверхности окон к площади пола
должно составлять от '/« до' Vs, в зависимости от рода производства и распо-
ложения здания. Подоконники должны быть расположены на высоте не более
0,9 л от уровня пола и земли.
Оконные рамы, зимние и летние, должны соединяться между' собой шар-
нирными стержнями, позволяющими одновременно открывать обе рамы только
в наружную сторону. На зимнее время оконные рамы замазываться не должны;
для герметизации допускается устройство прокладок из негорючего материала
(шерстяная вата, войлок и т. it.).
Окна, выходящие на солнечную сторону, должны иметь матовые или за-
крашенные белой краской стекла, для предохранения от проникания в мастер-
скую прямых солнечных лучей. Стекла с пузырями к вставке не допускаются.
В мастерских производства инициирующих веществ необходимо приме-
нять вместо стекол пластины, не дающие осколков (триплекс, ацетилцеллу-
лоид), в мастерских азида свинца прозрачные пластины, не дающие осколков,
должны быть окрашены в красный цвет. Оконные рамы в упомянутых выше
мастерских должны быть застеклены только целыми- кусками не дающих
осколков пластин, а отнюдь не собраны из отдельных кусков, и плотно про-
мазаны в местах укрепления в раме.
Отопление, освещение и вентиляция
24. Отопление мастерской изготовления закиси азота, амида и азида
натрия, мастерской приготовления стифниновой кислоты допускается паровое,
воздушное или водяное.
25. В зданиях мастерских, в которых возможно оседание на нагреватель-
ные поверхности батарей пыли, опасной в пожарном отношении или_ в отноше-
нии взрыва, температура этих поверхностей не должна превышать 70°.
26. Паровые приборы приготовления горячей воды (бойлера, противоточ-
ные аппараты, камеры для нагрева приточного воздуха, а также ввод пара)
размещаются в непроизводственных помещениях, отделенных от производ-
ственных глухими перегородками или стенами.
9 Зак. 2182. — Ив-пципрующис взрывчатые «вещества
DL .Scientific Heritage of Russia
130
Приложение
27. Во всех остальных мастерских производства инициирующих взрывчатых
веществ, кроме упомянутых в § 24 мастерских изготовления закиси азота,
амида и азида натрия и приготовления стифниновой кислоты, отопление
допускается только водяное с гладкими батареями и арматурой; на производ-
стве азида свинца последняя должна быть исключительно из черного металла.
Краны устраиваются вне кабинок.
28. При установке труб и батарей водяного отопления расстояние их от
стен должно быть не менее 100 мм для обеспечения удобства и осмотра и
протирки лри очистке от пыли.
29. Во всех зданиях опасных и пожароопасных мастерских внутреннее и
наружное искусственное освещение должно производиться только электриче-
скими лампами низкого напряжения. Дуговые лампы не допускаются.
30. Электроосвещение во всех кабинах на операциях производства азида
свинца и ТНРС, не связанных с пылевыми процессами, допускается внутрен-
нее, причем электролампочки должны быть в герметической арматуре типа РГ
или БН. В кабинах, где возможно хртя бы местное самое незначительное пыле-
образование (сушка, сортировка), электролампочки должны заключаться во
взрывобезопасную арматуру типа РВП (с автоматической блокировкой герме-
тичности). Электропроводка осуществляется в газовых трубах, заливаемых
чатертоном или другим аналогичным изолирующим материалом.
31. В кабинах, где производятся особо опасные работы (осаждение, грану-
ляция, сортировка и т. п.), электролампы, заключенные в соответствующую
арматуру, располагаются в стороне от непосредственного рабочего места. Вы-
ключатели устанавливаются вне кабин.
32. Цеха, в которых по роду работы происходит выделение в воздух
вредных паров, газов, пыли, избыточного тепла и влаги, должны быть снаб-
жены соответствующей приточно-вытяжной вентиляцией.
33. Во взрывоопасных цехах вентиляция должна быть устроена с обеспе-
чением максимальной безопасности от возможного взрыва. Турбины и движу-
щиеся части вентиляторов должны быть защищены от попадания на них пыли
взрывчатых веществ и взрывчатой смеси паров органических растворителей
(бензин, бензол и др.) и воздуха. Перед вентилятором необходима установка
фильтров и поглотителей или в крайнем случае, вытяжные системы должны
иметь инжекторное побуждение. Материал для изготовления турбин и кожу-
хов должен быть из металла, не дающего при ударе искр.
34. Во взрыво- и пожароопасных цехах вентиляция должна быть осуще-
ствлена в виде самостоятельных систем, обслуживающих каждая только одно
помещение.
36. В цехах, где происходит выделение значительных количеств вредных
паров и газов, должна быть устроена аварийная вентиляция достаточной мощ-
ности для очистки воздуха цеха.
36. В вентиляционных установках, взрыво- и пожароопасных мастерских,
переключающие клапаны и шибера должны быть выполнены в конструкциях,
исключающих возможность образования искр.
Водоснабжение и канализация
37. Все заводские здания должны быть снабжены водопроводом, доста-
1ОЧН0 мощным не только для обслуживания водой шроиз во детва, но и для
противопожарных целей. Напор в водопроводе должен быть такой силы,
чтобы во время тушения пожара струя воды, подаваемая при помощи рукава,
достигала высоты не менее 5 м над коньком крыши наивысшего здания.
38. Каждое здание завода должно охраняться не менее как двумя гидран-
тами, расположенными друг от друга на таком расстоянии, чтобы с помощью
рукавов длиной каждый не более 80 м могло быть полито водой любое место
•поверхности стен и крыши здания. Гидранты должны, как правило, устанавли-
ваться надземные и, как исключение, подземные. В последнем случае должны
иметься стендеры.
39. Гидранты должны быть установлены при посредстве подземной про-
водки с диаметром труб не менее 100 мм. Расположение гидрантов должно
быть таково, чтобы авария в здании не Лишала возможности пользоваться бли-
жайшим гидрантом. Места их установки должны быть отмечены особыми зна-
ками на стенах здания или другим способом и к ним должен быть обеспечен
всегда свободный доступ.
DL Scientific Heritage of Russia т • ..
Меры, безопасности
131
40. Внутренние пожарные краны должны быть расположены с внутренней
стороны входов, а также внутри помещений по такому расчету, чтобы любое
место помещения могло быть полито водой при помощи рукава длиной не бо-
лее 10 .и. При каждом внутреннем пожарном кране должен находиться привер-
нутый рукав со стволом (брандспойтом). Соединительные гайки на всех кра-
нах и рукавах должны быть одного образца и должны подходить один к дру-
гому. Большие здания (площадь пола свыше 500 м-) должны быть обеспе-
чены водой от двух стволов.
41. Для возможности выключения от магистрали сети внутреннего водо-
провода каждого здания снаружи его должна быть установлена подвижная
задвижка в таком месте, чтобы ее можно было легко закрыть во время по-
жара. Маховик или квадрат шпинделя должен быть выведен до крыши колодца.
42. Сточные производственные воды от обработки взрывчатых веществ
для улавливания взвешенных частиц должны иметь специальные очиститель-
ные устройства (ловушки, лабиринты, стстойники). Устройство сливных ям и
колодцев категорически воспрещается.
43. Очистительные устройства должны иметь систему, гарантирующую
наиболее полное улаживание взвешенных частиц взрывчатых веществ и без-
опасность удаления их.
44. Спуск отработанных вод из производственных зданий в замкнутые
водоемы или в проточные воды производится в соответствии с едиными нор-
мами строительного проектирования.
45. Все части канализационной сети, в которые необходим доступ людей,
должны быть снабжены вентиляционными устройствами достаточной мощности.
Вся канализационная сеть должна быть обеспечена от случайного попадания
туда людей.
И. Общие положения
46. Все рабочие, занятые на производстве, а главным образом работаю-
щие в мастерских непосредственного получения азида свинца и ТНРС и на
всех последующих операциях вплоть до переноски и хранения в расходных
погребках, должны проходить особо тщательный медотбор с обязательным
заключением невропатолога о состоянии нервной системы.
47. Допуск на самостоятельную работу в мастерские производства иници-
ирующих взрывчатых веществ разрешается только после сдачи общего и
специального техминимума по технике безопасности и зачета по освоению их
на «хорошо» и «отлично».
48. При входе во все мастерские производства инициирующих взрывча-
тых »еществ устраивается (з тамбурах) электрическая звуковая сигнализация.
Без предупредительного звонка вход, в мастерскую категорически воспре-
щается.
49. По каждому отдельному зданию или группе зданий (в зависимости
от местных условий) должны быть выделены ответственные лица как по тех-
нике безопасности, так и по противопожарной охране. Фамилии их указы-
ваются на видном- месте при входе в здание. Указанные лица выделяются из
рабочего и административно-технического состава цеха (мастерской).
50. Каждое отдельное производственное здание (мастерская) должно
обслуживаться сменным мастером, причем в опасных мастерских во время ра-
боты должно находиться не менее двух рабочих.
51. На особо опасных работах при -производстве инициирующих взрыв-
чатых веществ, т. с. на всех операциях, начиная с осаждения и кончая сорти-
ровкой, может допускаться только повременная оплата труда. Установление
каких-либо других видов оплаты категорически воспрещается.
52. Во все кабины, где производятся опасные операции с инициирующими
взрывчатыми веществами, вход разрешается только непосредственно обслужи-
вающим их лицам; всем остальным лицам без сопровождения мастера или
начальника мастерской вход категорически воспрещается.
53. С началом грозы работы, связанные с непосредственным получением
инициирующих взрывчатых веществ, дальнейшей их обработкой и переноской, »
прекращаются. Люди выводятся из производственных помещений и погребков.
54. При входе в мастерскую на видном месте должна находиться дощечка
с четкой надписью, указывающей предельно допустимую норму загрузки зда-
ния взрывчатым веществом как в свободном состоянии, так и из расчета
DL ScientificQfferitage of Russia
132
Приложение
взрывчатого вещества, в них находящегося. Превышать установленную, макси-
мально допустимую норму загрузки, категорически воспрещается. Ответствен-
ность за несоблюдение указанного правила в первую очередь возлагается на
начальников мастерских и мастеров.
На дверях входов в кабины и другие особо опасные #еста должна висеть
надпись, указывающая, сколько рабочих одновременно может быть на данном
рабочем месте.
55. Вход в мастерские разрешается по персональным именным пропускам
установленного заводом образца. Допуск посторонних лиц, не относящихся
к постоянному составу мастерской и не имеющих у себя на руках специаль-
ного про-пуска и письменного разрешения начальника цеха, категорически вос-
прещается.
56. При входе в мастерские необходимо тщательно/ вытирать ноги, для
чего перед входной наружной дверью должны находиться деревянные скребки
и удобосчищаемые маты. В проходах (в тамбурах) должны иметься вторые
увлажненные маты для этой же цели. Маты ежедневно необходимо очищать от
грязи и пыли.
57. При входе в мастерские, относящиеся к опасным категории А, равно
и во все мастерские категории Б, где производятся работы с открытым взрыв-
чатым веществом, все без исключения лица, причисленные к постоянному со-
ставу мастерских, а равно посещающие по разовым пропускам, обязаны наде-
вать резиновые галоши или резиновые туфли.
Примечание. Входить в мастерскую и оставаться в ней в тех
галошах, в которых входят со двора, категорически воспрещается.
58. Приступая к работе, все работающие в мастерской обязаны надеть
положенную им по спецспискам, утвержденным органами охраны труда ВЦСПС,
спецодежду, а при выходе из мастерской снимать ее и, предварительно очи-
стив от пыли-, вешать в специально отведенное для этого место.
59. Во всех без исключения мастерских производства инициирующих
взрывчатых веществ у каждого рабочего места должны быть вывешены 'ин-
струкции, как по ведению технологического процесса, так и по технике без-
опасности на данной операции. Инструкции должны вывешиваться на видном
месте, обеспечивающем возможность удобного пользования ими (чтение).
60. Все работающие в- опасных мастерских категории А и Б и в прирав-
ненных к ним хранилищах должны быть хорошо проинструктированы и озна-
комлены с правилами работ и мерами безопасности и твердо помнить, что
инициирующие взрывчатые вещества легко разлагаются со взрывом от трения,
резкого движения, накола, удара, огня, нагрева выше установленного произ-
водственной'инструкцией температурного предела и что их чувствительность
к указанным воздействиям резко увеличивается в присутствии посторонних
твердых примесей (засорение песком, стеклом, металлическими опилками и т.п.
твердыми частицами).
61. Особое внимание работающих должно обращаться на отличительное
свойство азида свинца в части неизменяемости его взрывчатых свойств при
хранении под водой.
62. Самопроизвольное, без ведома мастера, выполнение какой бы то ни-
было работы в опасных и пожароопасных мастерских категорически воспре-
щается.
63. Прежде чем приступить к работе, необходимо убедиться в абсолют-*
ной исправности и чистоте весов, служащих для навески взрывчатых веществ,
производственных вентиляционных установок, пусковых механизмов, рабочего
инструмента, инвентаря и прочего оборудования мастерской. Производить ра-
боты на неисправном приборе или станке категорически воспрещается. О заме-
ченных неисправностях немедленно должно сообщаться мастеру.
64. Все контрольные приборы, служащие для измерения давления пара
или воды, реакционных температур, температур сушильных аппаратов, а равно
и сигнализационные установки должны находиться под повседневным наблю-
дением мастера.
Периодическая проверка их на точность показаний должна производиться
не реже одного раза в квартал под руководством и ответственностью меха-
ника производства. Результаты испытания заносятся в специальный журнал,
хранящийся в конторе начальника цеха.
65. Во время работы приборов, станков, и механизмов категорически вое-
DL Scientific Heritage of Russia
Меры, безопасности
133
прещается производить на ходу чистку, ремонт, проверку, смазку и установку
инструмента.
66. Все вытяжные системы вентустановок, электропроводка и пусковые
приспособления должны находиться под .повседневным наблюдением началь-
ника мастерской и мастера и независимо от этого механика производства. Пе-
ред началом работы исправность вентиляционных установок должна испыты-
ваться путем пробного пуска.
67. Категорически воспрещается класть и держать на отопительных при-
борах и трубах, а равно и на всех нагревающихся поверхностях какие бы то
ни было предметы, ветошь, тряпки, головные уборы, обувь, одежду и т. п.
68. Категорически воспрещается хранение в мастерских пришедших в не-
годность грязных промасленных тряпок, концов, ветоши и т. п.; для них
должны быть установлены снаружи специальные металлические ящики с при-
крывающимися крышками. В мастерских инициирующих взрывчатых веществ
хранение годной ветоши, масленок и смазочных материалов допускается исклю-
чительно в машинном отделении в специально предназначенном для этого
месте.
69. Строго воспрещается держать в помещениях мастерской и кабинок
какие-либо посторонние предметы и пустую тару, не относящуюся к инвен-
тарному оборудованию мастерской, и загромождать проходы.
70. Во всех мастерских и отдельных кабинках, на всех рабочих местах,
где производятся операции со взрывчатыми веществами, полы, стены, отопи-
тельные приборы, трубы, механизмы, производственные приборы, инструмент,
инвентарь и т. <п. должны поддерживаться в постоянной чистоте.
7L. Категорически воспрещается превышать норму хранения на рабочих
местах взрывчатых веществ и изделий сверх установленного заводской произ-
водственной инструкцией предела.
72. Случайно рассыпанное во время работы на пол ^взрывчатое вещество
немедленно должно быть замочено водой, после чего осторожно, избегая тре-
ния, собрано с помощью сырой тряпки или губки в ведро с водой. После
этого пол промывается водой и «протирается тряпкой.
73* . В процессе всех производственных операций по изготовлению взрыв-
чатого вещества или снаряжению и сборке'изделий необходимо внимательно
следить за чистотой и соответствием требований технических условий на
исходные материалы, растворы, полуфабрикаты и готовую продукцию, тща-
тельно оберегая их от случайных засорений и загрязнений вредными и опасными
примесями (песок, стекло, окалина, металлические опилки и стружки). При ма-
лейшем подозрении в их недоброкачественности и несоответствии своему на-
значению работа должна быть приостановлена и немедленно сообщено мастеру
или начальнику мастерской. ' •
.74 . Рабочие столы на всех операциях, где можно ожидать рассыпки или
распыления взрывчатого вещества, должны быть обтянуты клеенкой по вой-
локу и поддерживаться в безукоризненной чистоте. Клеенка должна иметь
цвет, резко, отличный от цвета взрывчатого вещества, и быть всегда исправ-
ной, т. е. не иметь трещин, надрывов, дыр и т. п.
75. При всех работах со взрывчатыми веществами категорически воспре-
щаете^ производить резкие движения, могущие вызвать удар, трение, накол
и т. д.
76. Во время работ, связанных с изготовлением инициирующих взрывча-
тых веществ, категорически воспрещается ношение каких бы то ни было
стеклянных, металлических или из камня украшений (бус, колец, браслетов,
головных, шпилек, заколок и т. п.).
77. Во всех мастерских и кабинах производства азида свинца допускается
употреблять исключительно спиртовые термометры-.
78. Для развески азида свинца и других инициирующих взрывчатых ве-
ществ допускается пользование только весами без гирь типа «Толедо» или
аналогичными им.
79. При работе со взрывчатыми веществами пользоваться только поло-
женным, оговоренным производственной инструкцией, инструментом. Последний
может изготовляться из металлов или сплавов, не дающих при ударе искры
(медь, латунь, бронза, алюминий).
80. Как правило, работа во всех опасных мастерских категории А и Б
при открытых окнах и дверях категорически воспрещается. Открывать их до-
пускается только с особого на каждый раз разрешения мастера или началь-
( ника мастерской.
4
'JKL Scientific Heritage of Russia
134
Приложение
81. Во всех кабинках и на рабочих местах, где можно ожидать просыпки
или распыления ударного состава или взрывчатого вещества, должно нахо-
диться папковое или облуженное ведро с водой, установленное на резиновый
лист. На рабочих местах по развеске или отмериванию заряда взрывчатого
вещества, а также в расходных погребках, предназначенных для хранения
ударного состава, гремучей ртути, азида свинца, ТНРС и др. взрывчатых ве-
ществ, кроме ведра должна иметься папковая или фарфоровая миска, где
хранится губка или мягкая фланелевая тряпка, замоченная водой.
82. Строго воспрещается при прерывных процессах оставлять в мастер-
ских по окончании работ смены хотя бы самые минимальные запасы взрывча-
тых веществ и снаряженных изделий.
. 83. Категорически воспрещается оставлять мастерские без надзора. По
окончании работ и по производстве тщательной уборки мастерские осматри-
ваются, запираются на замок и 'ПО особому требованию охраны завода оплом-
бировываются.
84. Весь персонал работающих в той или другой мастерской должен
твердо знать место расположения: а) вызывных пожарных сигналов, б) пожар-
ных кранов с рукавами и брандспойтами, в) огнетушителей и других средств
огнетушения и быть хорошо знакомым с их употреблением.
При первых признаках появления огня или возникновения пожара все
двери, ведущие в смежные помещения и в кабины, должны быть закрыты и
немедленно пущены в ход все средства огнетушения, находящиеся под рукой.
ОднбЬременно с этим должна быть вызвана пожарная команда.
85. Наблюдение за выполнением мер безопасности непосредственно
занятыми в производстве рабочими возлагается в первую очередь на
мастеров.
III. Грозовая защита
86. Здания взрывоопасных категорий А и Б И пожароопасных независимо
от их высоты должны быть защищены как от прямых ударов молнии, так и от
разрядов инициированных напряжений, если самые сооружения не содержат
элементов, обеспечивающих грозовую защиту.*
87. Приемлемыми системами защиты считать следующие:
а) Сетка Фарадея, т. е. окружение всего здания металлической двойной
или густой одинарной сеткой.
б) Стержневая диверторная, установленная на некотором расстоянии от
защищаемого объекта или расположенная на стенах последнего, либо укре-
пленная на кровле.
в) Антенная защита, т. е. воздушные провода, горизонтально и высоко
расположенные над защищаемым объектом.
Примечание. Лучшей защитой от прямого удара является
стержневая, установленная на достаточном удалении от защищаемого
объекта.
88. Для зданий категорий А и Б и пожароопасных в основу расчета гро-
зовой защиты должны быть приняты максимально-предельные ко-эфициенты
защиты.
89. Здания смешанного типа (часть здания взрыво-, другая пожароопасная
и т. д.) подлежат защите как опасные здания.
90. Внутри защищаемых зданий все значительные металлические части
(здания и оборудования) не должны иметь незамкнутых контуров и должны
быть заземлены.
91. Все трубопроводы, металлические оболочки кабелей, рельсы и другие
металлические сооружения, находящиеся вне зданий, но имеющие с ними связь,
подлежат заземлению.
92. Железные крыши должны заземляться минимум в четырех симме-
трично расположенных местах, причем отдельные элементы крыши должны
быть электрически соединены между собой.
93. Элемента приемного устройства грозовой защиты должны быть рас-
считаны на механическую прочность и в частности представлять достаточное
сопротивление ветру.
DL Scientific Heritage of Russia
Литература
135
Литература
1. Сапожников А. В., Заводы для производства порохов и взрывча-
тых веществ. Из-во «Вопросы Труда», 1929.
2. Каст Г., Взрывчатые вещества и средства воспламенения. Госхим-
техиздат, 1932.
3. Брунс виг Г., Теория взрывчатых веществ. Госхимтехиздат, .1932.
4. Б у б н о в П. Ф., Инициирующие взрывчатые вещества. Арт. Акад. РККА
им. Дзержинского, 1934.
о. К у кс и нс кий П. М., Инициирующие взрывчатые вещества. ОНТИ —
Госхимтехиздат, 1934.
6. Сухаревский М. иПершаков Ф., Курс теории взрывчатых ве-
ществ. Госхимтехиздат, 1932.
7. В е н е н Л., Бюрло 9., Лекорше А., Пороха и взрывчатые веще-
ства. ОНТИ, 1936.
8. В. X. Т. Сборники переводных статей, Инициирующие взрывчатые ве-
щества. Госхимтехиздат, 1933.
9. Я к и м ч и к И. И., Законодательство по технике безопасности и про-
мышленной санитарии. Гострудиздат, 1930.
10. Королев А. Е., Основы пожарной профилактики в промышленности.
Государств, транспортное изд-во, 1936.
11. Шварц Э., Пожары и взрывы от химико-технических причин. Изд-во
Н. К. В. Д. РСФСР, 1929.
12. Жуковский Н. И., Курс техники безопасности в химической про-
мышленности.
13. Р о й з е н И. С., Новейшие предохранительные приспособления по тех-
нике безопасности и промсанитарии в химической промышленности. НКТП,
трест «Техника безопасности», 1934.
14. Ста хо р с к и й С. М., Техника безопасности в химической промыш-
ленности. Государственное научно-техн, изд-во Украины, 1935.
15. Лазарев Н. В. и А ст р а х а нц е в П. Н., Химически вредные веще-
ства в промышленности. ОНТИ, Химтеорет, 1935.
DL Scientific Heritage of Russia
Отв. редактор К. С. Никонов Техн, редактор М. t., Лурье
Сдано в набор 22 июня 1937 г. Подписано к печати 8 сентября 1937 г.
ГРХЛ № 938 Улолн. Главлита № Б-9347 Заказ тип. № 2182
Формат 62Х941/1б Бу.мажн. листов 4,25 Учла втор, листов 11,2
Тираж 2 500 экз. Договор № 16013 Тип. зн. в 1 бум: л. 113152 Индекс ХМ-30-5-3
2-я тип. ОНТИ им. Енг. Соколовой. Ленинград, пр. Кр. Командиров, 29.
DL Scientific Heritage of Russia
СПИСОК ОПЕЧАТОК
в книге Зорича „Инициирующие взрывчатые вещества"
Стра- ница Строка Напечатано Следует читать
48 21—22 сверху Рекомендуется устраивать отдельное расходное храни- лище из расчета максимальной производительности мастер- ской. Рекомендуется устраивать отдельное расходное храни- лище, вмещающее трехсуточ- ный запас спирта из расчета .максимальной производитель- ности мастерской в три смены.
56 16 снизу Вода, поступающая из мер- ника, медленно... Вода медленно...
75 21 снизу 0,01 0.1
129 7 сверху железо, террофузерпт, рубе- роид и т. п. железо, террофузерит и т.п.
134 13 снизу как опасные здания как взрывоопасные здания
Зак. 21S2.
DL Scientific Heritage of Russia
С. Д. ЗОРИЧ
ИНИЦИИРУЮЩИЕ ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА
ИНИЦИИРУЮЩИЕ
ВЗРЫВЧАТЫЕ
ВЕЩЕСТВА
ОНТИ • 193»
DL Scientific Heritage of Russia